Suite aux dislocations des plateformes antarctiques, les glaciers en amont s'amincissent rapidement et pour longtemps

Lundi, 25 juillet 2011

Les démantèlements de plateformes de la péninsule antarctique observés depuis quelques décennies conduisent à une accélération de l'écoulement vers l'océan des glaciers situés en amont, accélération qui se répercute sur la perte de masse de la calotte glaciaire et sur la hausse du niveau marin. Une étude récente, menée par trois chercheurs de la NASA(1), du LEGOS(2) et du NSIDC(3) et portant sur la région du nord de la péninsule, montre que cette accélération s'accompagne d'un amincissement important et prolongé des glaciers. Les chercheurs ont pu estimer précisément l'amincissement au cours du temps des différents glaciers ainsi que la hausse du niveau des mers à laquelle cette région a contribué. Cette étude est publiée dans le Journal of Glaciology.

En Antarctique, même dans sa partie la plus "chaude" qu'est la péninsule antarctique, il fait trop froid pour que la neige tombée sur le continent fonde. Elle s'accumule donc, se transformant en glace qui s'écoule vers la périphérie de la calotte sous l'effet de la pente, via des glaciers d'autant plus rapides qu'ils sont proches de l'océan où ils donnent naissance à des plateformes de glace flottant sur l'eau. Globalement, les pertes de masse de la calotte antarctique se font essentiellement au niveau de ces plateformes, soit par vêlage d'icebergs, soit par fonte de leur base au contact des eaux océaniques plus chaudes. On assiste même depuis plusieurs décennies, en réponse au réchauffement atmosphérique et océanique, à de véritables dislocations de certaines plateformes de la péninsule antarctique, cette région étant celle de l'hémisphère sud qui se réchauffe le plus vite. Ce phénomène a commencé à la pointe de la péninsule, mais il en gagne progressivement le sud, et lorsqu'il se produit les plateformes ne se reforment pas.

Désintégration des plateformes Prince Gustav, Larsen A puis Larsen B de la péninsule antarctique entre 1986 et 2002.
© IMGI, Université d'Innsbruck

D'un point de vue mécanique, l'influence des plateformes sur les glaciers qui les alimentent a longtemps été débattue par les glaciologues. Cependant, des études ont permis de montrer que suite aux spectaculaires démantèlements de deux d'entre elles au nord de la péninsule antarctique (Larsen A en 1995, puis Larsen B en mars 2002), le mouvement des glaciers situés en amont s'est accéléré. Il est depuis lors admis que les plateformes ralentissent l'écoulement des glaciers qui les alimentent, constituant de véritables contreforts pour la calotte.

Si la dislocation d'une plateforme n'influence pas la hausse du niveau de la mer puisqu'elle flotte déjà sur l'océan, elle y contribue en revanche de façon indirecte en provoquant l'accélération de l'écoulement des glaciers en amont. Cependant, l'estimation de cette contribution à la hausse du niveau marin fait toujours débat, par manque de données. Pour la région de Larsen B qui a été étudiée, ces estimations diffèrent d'un facteur 6 selon les auteurs et si l'accélération des glaciers a été observée en détail, aucune étude n'a jusqu'à présent abordé la chronologie de leur amincissement en réponse au démantèlement de la plateforme.

  • Vue satellitaire 3D du glacier Crane qui se jetait dans la plateforme de Larsen B. En bas à droite, la mer est couverte par la banquise qui emprisonne des icebergs détachés du glacier. © CNES 2006 / Distribution Spot Image / Traitement CNRS-LEGOS
  • Vue satellitaire 3D du glacier Hektoria qui se jetait dans la plateforme de Larsen B. Au premier plan, la mer est couverte par la banquise qui emprisonne des icebergs détachés du glacier. © CNES 2006 / Distribution Spot Image / Traitement CNRS-LEGOS

En combinant des mesures aéroportées et satellitaires, dont des topographies du satellite SPOT-5 obtenues via le projet SPIRIT (voir encart), trois glaciologues de la NASA, du LEGOS et du NSIDC ont pu étudier, sur la période allant de novembre 2001 à novembre 2006, la chronologie et l'amplitude de l'amincissement des glaciers qui se jetaient dans les plateformes de Larsen A et B. Le fait d'utiliser ainsi d'autres types de données et une autre méthode que celles utilisées habituellement a permis aux chercheurs d'estimer les pertes de masse avec plus de précision.

Amincissement des glaciers de la péninsule antarctique entre 2001 et 2006. Il s'avère que l'amincissement des glaciers qui alimentaient la plateforme de Larsen B a été très important (jusqu'à 180 m). Il a conduit à des pertes annuelles de masse de 11 à 13 Gt/an, soit à une hausse du niveau de la mer de 0.03 mm/an. Durant cette période, ces quelques 3000 km2 ont donc été responsables de 5-10% des pertes de masse de tout le continent antarctique (14 millions de kilomètres carrés).
Après la dislocation des deux plateformes, les pertes de glace ont d'abord été fortes près du front des glaciers, avant de se propager vers leurs régions hautes. Pour le glacier Drygalski qui se jetait dans la plateforme de Larsen A, l'amincissement a même affecté l'ensemble du glacier : il atteignait encore en moyenne 3 m/an entre 2001 et 2006 ce qui reste important dix années après la désintégration de la plateforme (1995).
Enfin, les quelques glaciers plus au sud qui restent confinés par un résidu de la plateforme de Larsen B (les glaciers Flask et Leppard notamment) n'ont pas subi d'évolution notable durant la période étudiée. En revanche, comme la plateforme de Larsen B continue de s'éroder progressivement, on peut s'attendre à des pertes importantes de glace pour ces glaciers dès que la dislocation de la plateforme sera complète.

Ces nouvelles mesures pourront à terme être utilisées pour la modélisation des écoulements de glaciers, afin notamment de tester la capacité des modèles à reproduire leurs évolutions, en terme d'amincissement et de pertes de masse totale de glace, même quand celles-ci sont extrêmement rapides.
Dans le contexte actuel de réchauffement climatique et compte tenu du rôle de ces plateformes dans l'évolution du bilan de masse en Antarctique, il est important de poursuivre de telles études. Aujourd'hui, une des priorités est de disposer d'une topographie à jour à jour de cette région (avec des données de 2011) afin de pouvoir estimer l'évolution des pertes de glace depuis novembre 2006 (date de la dernière topographie disponible) et confirmer ou non leur persistance. Il faudrait aussi que des satellites tels que SPOT 5 puissent prendre régulièrement des mages des autres plateformes et glaciers de l'Antarctique, même si l'on est encore loin d'envisager pour ces dernières des phénomènes aussi importants que ceux observés au bord de la péninsule.

Le projet SPIRIT

Lors de la 4e année polaire internationale (2007-2009), les glaciologues ont pu avoir librement accès aux archives 2002-2006 des données de SPOT 5-HRS grâce au projet SPIRIT (SPOT 5 stereoscopic survey of polar ice: reference images and topographies) mis en oeuvre par le LEGOS, coordinateur scientifique du projet, le CNES, Spot Image et IGN Espace. En effet, l'imagerie visible fournie par ce satellite est d'un grand intérêt pour de nombreux autres acteurs de la société civile et pour l'armée et donc pas toujours facile d'accès pour la recherche (disponibilité des archives et acquisition ciblée d'images).
Les images haute résolution de SPOT 5-HRS permettent aux scientifiques de reconstituer précisément la topographie des glaces polaires et donc d'étudier leur évolution en réponse aux fluctuations climatiques.

Note(s): 
  1. UMBC-GEST, NASA Goddard Space Flight Center
  2. Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (CNES / CNRS / IRD / Université Toulouse 3)
  3. National snow and ice data center, University of Colorado
Source(s): 

Shuman C.A., Berthier E. & Scambos T.A. 2001-2009 elevation and mass losses in the Larsen A and B embayments, Antarctic Peninsula. Journal of Glaciology, 57(204), 737-754, 2011

Contact(s):
  • Etienne Berthier, LEGOS/OMP
    etienne [dot] berthier [at] legos [dot] obs-mip [dot] fr, 07 800 200 73

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