Climat

La plateforme du glacier Pine Island moins protectrice

Pendant des décennies, la plateforme de glace aidant à retenir l’un des glaciers les plus rapides de l’Antarctique s’est progressivement amincie. L’analyse des images satellite révèle un processus plus dramatique ces dernières années : de 2017 à 2020, de gros icebergs au bord de la plateforme se sont détachés et le glacier s’est accéléré.

Des observations satellitaires récentes indiquent que la contribution de l’Antarctique à l’élévation du niveau de la mer a considérablement augmenté ces dernières années. La plupart des pertes de glace sont concentrées dans l’Antarctique occidental.

L’un des glaciers les plus vulnérables de l’Antarctique de l’Ouest semble avoir été encore affaibli récemment. Des images satellites montrent que la plateforme de glace qui l’empêche de s’effondrer dans la mer se désagrège plus rapidement qu’auparavant. L’étude est publiée par des chercheurs de l’Université de Washington et du British Antarctic Survey dans la revue Science Advances.

La plateforme de glace de Pine Island est importante car elle aide à retenir ce glacier de l’Antarctique occidental relativement instable. Il ne faut pas confondre les plateformes de glace et la glace de mer. Les plateformes peuvent atteindre 2 km d’épaisseur (la partie émergée ne représente qu’un huitième de la hauteur réelle) et permettent de freiner l’avancée des glaciers. La glace de mer ne fait qu’en moyenne un mètre et n’a pas le même rôle protecteur. Les plateformes ne contribuent pas directement à l’élévation du niveau des océans car elles flottent déjà. En revanche, elles servent de point d’ancrage aux glaciers massifs de l’Antarctique : sans ces plateformes, les glaciers plongeraient directement dans l’eau. C’est donc indirectement que l’amincissement de la frange de glace qui borde le continent entraîne une montée du niveau des océans.

Plateforme de glace de l’Antarctique (Crédit : Georges Nijs)

Une accélération du glacier Pine Island a é été observée depuis 2017. Un phénomène qui inquiète les scientifiques car au cours des dernières décennies, le Pine Island a été le plus grand contributeur de l’Antarctique à l’élévation du niveau de la mer. Une grande partie de la calotte de l’Antarctique de l’Ouest repose sur un substrat rocheux situé sous le niveau de la mer, jusqu’à 2,5 km sous le niveau de la mer par endroits. Aujourd’hui, les plateformes de glace flottantes dans les mers de Ross, Weddell, Amundsen et Bellingshausen fournissent des contreforts qui empêchent l’écoulement de la glace vers le large et stabilisent les zones d’échouage marines. Malgré leur épaisseur, un océan qui se réchauffe a le potentiel d’éroder rapidement les plateformes de glace par le bas.

Glaciers de la mer d’Amundsen, région de l’Antarctique de l’Ouest (source : NASA/GSFC/SVS)

Au cours des 40 dernières années, les glaciers qui s’écoulent dans le secteur de la mer d’Amundsen, notamment le Pine Island et le Thwaites, ont fondu à un rythme accéléré. Plusieurs modèles laissent entendre qu’un retrait inexorable de la ligne d’échouage est en cours. Les fluctuations de température dans la mer Amundsen relativement chaude (~ 0,5-1 ° C) entraînent des variations dans le rythme de fonte plus importantes que celles qui se produisent le long de certaines parties du littoral antarctique où les températures océaniques profondes sont inférieures (~ -2 ° C).

L’accélération passée est en grande partie due au retrait de la ligne d’échouage (grounding line en anglais). Le Pine Island Glacier fond par le dessous et la part de la glace flottant sur l’océan s’accroit au détriment de celle qui repose sur le sol rocheux. La ligne d’échouage, c’est-à-dire la limite séparant la partie posée sur le continent de la partie flottant sur la mer, a reculé d’une dizaine de kilomètres en quelques années.

Ligne d’échouage d’un glacier. Source : antarcticglaciers.org.

La plupart des accélérations passées étaient donc dues à des processus concentrés sur la ligne d’échouage. En 2016, un groupe de chercheurs avait estimé dans la revue Nature que la ligne d’échouage, c’est-à-dire la limite séparant la partie posée sur le sol de la partie flottant sur la mer, avait commencé à reculer à partir de 1945. Mais d’autres travaux montrent que la perte partielle de la région extérieure de la plateforme peut également provoquer une accélération du glacier.  

C’est ce qui pourrait expliquer l’évolution récente du rythme d’accélération du glacier. Alors que les vitesses sont restées assez stables de 2009 à fin 2017, les données de vitesse dérivées de Copernicus Sentinel 1A/B montrent une accélération de plus de 12% au cours des 3 dernières années. Or cette accélération coïncide avec un recul de 19 km de la la plateforme censée servir de contrefort.

Grâce à un modèle d’écoulement glaciaire, les auteurs de l’étude estiment que le vêlage accéléré de la plateforme peut expliquer l’accélération récente, indépendamment de la ligne d’échouage. Si le retrait rapide de la plateforme se poursuit, cela pourrait déstabiliser davantage le glacier bien plus tôt que prévu.

Des études précédentes ont précisé l’impact de la glace flottante. Les zones qui s’avèrent être essentielles à l’accélération de l’écoulement glaciaire à l’intérieur des terres se trouvent non seulement près des lignes d’échouage, mais aussi à la périphérie de certaines plateformes, souvent les plus proches des eaux environnantes de l’Antarctique qui sont plus chaudes et donc plus à risque.

À partir de 2015, les satellites radar Copernicus Sentinel 1A/B ont commencé à collecter des données tous les 12 jours puis tous les 6 jours (à partir de l’automne 2016) sur le Pine Island Glacier et une grande partie de son bassin versant. Ces données permettent d’étudier les changements dans la vitesse d’écoulement du glacier en lien avec un recul de la plateforme de près de 20 km depuis fin 2017.

Changements récents dans l’étendue de la banquise du PIG. Images Sentinel 1A/B pour ( A ) janvier 2015, ( B ) août 2017 ( C ) octobre 2017, ( D ) novembre 2018, ( E ) mars 2020, et ( F ) Septembre 2020. La ligne blanche en pointillés montre la ligne d’échouage utilisée dans le modèle. À titre de référence, les lignes bleues montrent la position du front glaciaire numérisée à partir des images de 2015 (en trait plein) et de mars 2020 (en pointillés). Les lignes rouges (2017) et noires (2020) montrent les positions de la plateforme utilisées dans le modèle, la zone entre elles représentant l’événement de vêlage simulé.  Les flèches noires et blanches montrent l’étendue du recul de janvier 2015 et août 2017, respectivement, à mars 2020. Les flèches rouges montrent les zones où les marges ont perdu le contact avec les parois latérales entre mars et septembre 2020.

Etant donné que les plateformes de glace flottantes aident à retenir la masse ancrée du glacier, la récente accélération due à l’affaiblissement de l’extérieur de la plateforme pourrait raccourcir la chronologie de l’effondrement du glacier Pine Island. 

Les choses pourraient en fait aller beaucoup plus vite que prévu. Les processus étudiés jusqu’à présent dans cette région conduisaient à un effondrement irréversible, mais à un rythme assez mesuré. Les choses pourraient être beaucoup plus abruptes en cas de perte de la plateforme de glace.

Le glacier Pine Island représente potentiellement 0,5 mètre d’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale. Ce glacier est déjà responsable d’un quart de la contribution de l’Antarctique à l’élévation du niveau de la mer. Si Pine Island et le glacier Thwaites voisin accélèrent et se jettent complètement dans l’océan, le rythme de hausse du niveau de la mer pourrait augmenter au cours des prochains siècles.

Ces glaciers ont attiré l’attention au cours des dernières décennies, car leurs plateformes de glace se sont amincies. En cause, des courants océaniques plus chauds qui font fondre la glace par le dessous. Des années 1990 à 2009, le mouvement du glacier Pine Island vers la mer s’est accéléré de 2,5 kilomètres par an à 4 kilomètres par an. La vitesse du glacier s’est ensuite stabilisée pendant près d’une décennie.

Les résultats montrent que ce qui s’est passé plus récemment répond à un processus différent lié aux forces internes sur le glacier. Les récents changements de vitesse ne sont pas dus à l’amincissement provoqué par la fonte. Ils sont plutôt dus à la perte de la partie extérieure de la plateforme. L’accélération du glacier n’est pas catastrophique à ce stade. Mais si le reste de cette plateforme de glace se brise et disparaît, ce glacier pourrait accélérer considérablement.

Ces nouveaux résultats modifient le timing du moment où la plateforme de glace de Pine Island risque de disparaître et à quelle vitesse le glacier pourrait se déplacer, augmentant sa contribution à la montée des mers.

La perte de la plateforme de Pine Island pourrait se produire au cours des dix ou vingt prochaines années, contre 100 ans ou plus anticipés initiallement. C’est donc un changement potentiellement beaucoup plus rapide et abrupt.

Les enregistrements de sédiments devant et sous la plateforme de glace de Pine Island indiquent que le front glaciaire est resté relativement stable pendant quelques milliers d’années. L’avancée régulière et les ruptures se sont produites à peu près au même endroit jusqu’en 2017, puis se sont successivement aggravées chaque année jusqu’en 2020.

9 réponses »

  1. Aucun doute, la glace fond dans le monde entier et c’est un excellent marqueur d’un excès de chaleur (et pas seulement de température). En science, la description d’un phénomène n’a d’intérêt que si elle est assortie d’une confirmation expérimentale ou, si ce n’est pas possible, de spéculations sur l’origine du phénomène. L’origine du monde, l’origine de la vie, les subtilités du climat font parti des faits dont l’origine reste du domaine de la spéculation. Pour la fonte des glaces, l’origine proposée s’appuie sur des phénomènes radiatifs et des excès d’effet de serre dus aux gaz anthropiques selon un mécanisme consensuel, et seulement consensuel, même si le consensus est international. Ce n’est pas mentionnée explicitement dans le constat ci-dessus mais la vision du GIEC est de toute évidence sous-jacente.

    Le présent constat est très localisé mais c’est le monde entier qui est touché (voir Earth’s ice imbalance, The Cryosphere, 15(1), 233–246. https://doi.org/10.5194/tc-15-233-2021). D’une manière qui devrait attitrer l’attention, l’estimation récente de la quantité de glace disparue de 1994 à 2017, évaluée par des chercheurs anglais, s’avère raisonnablement reliable quantitativement à la seule chaleur issue de la production et de l’exploitation des différentes sources d’énergie par l’humanité et diffusée dans l’environnement en basse atmosphère au cours de la même période (https://doi.org/10.1002/essoar.10506943.1); un mécanisme rejeté jusqu’à présent par plusieurs journaux du domaine du climat, dont Climat! Voilà des informations qui enrichiraient le présent constat et et le rendraient plus scientifique.

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    • Bonjour!

      Ce rapprochement entre énergie de fonte des glaces et chaleur anthropique me paraît peu pertinent. En effet, les glaciers ne représentent « que » 3% de l’inertie du système climatique; le reste, ce sont les océans (pour l’essentiel), les sols (3%) et l’atmosphère (1%). Par conséquent, si on pense que la chaleur dissipée par les activités humaines est la cause de la fonte des glaciers, alors il faut admettre que cette chaleur se réfugie essentiellement dans la cryosphère, ce qui me paraît hasardeux. Les océans ont emmagasiné bien plus d’énergie sur cette période, preuve que cette chaleur dissipée, si elle joue un rôle, est minoritaire.

      En outre, l’atmosphère évacue constamment de l’énergie du sol vers l’espace, par convection puis rayonnement; on ne peut pas raisonnablement penser que la chaleur anthropique dissipée se soit accumulée dans le système climatique depuis 20 ans sans jamais être évacuée vers l’espace. Je suis incapable de le quantifier, mais il ne doit pas en rester grand-chose à mon avis.

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      • Classique, mais si la contribution de la chaleur anthropique liée à l’énergie produite et consommée par l’humanité est minoritaire, c’est qu’il y une contribution majoritaire qui vient en sus. Donc la disparition des glaces devraient être bien supérieure car dépendante de la source majoritaire! Quant aux effets thermiques impliquant l’océan , ils se traduisent pas le phénomène physique d’élévation-abaissement de la température qui ne peut être dissocié de ceux liés à l’évaporation-condensation de l’eau dans l’atmosphère et à la fonte-glaciation des glaces terrestres et océaniques, l’ensemble tendant à réguler les variations de température en basse atmosphère. Passons à la question de l’accumulation de chaleur depuis 20 ans, elle a bel et bien eu lieu mais sous forme de fusion de la glace disparue; cela quelle que soit la source de chaleur d’origine anthropique. L’évacuation d’énergie thermique vers l’espace est radiative et non conductive par l’intermédiaire de matière.

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        • Je ne sais pas où vous voulez en venir mais je suis d’accord sur le fait qu’un excès de chaleur induit une consommation accrue de glaces et sorbets dont les quantités diminuent conséquemment. Donc plus nous transpirons en dégageant de la chaleur et plus nous faisons baisser le niveau chez les marchands de glaces du coin, cela me parait évident.

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  2. Vous plaisantez mais ce n’est que presque bien vu pour les glaces et sorbets du coin. Ce n’est pas la consommation accrue qui est intéressante, c’est plutôt le fait que la glace fonde et refroidisse votre bouche puis votre corps, sauf si vous ne la dégustez pas assez vite. Dans ce dernier cas, elle a refroidi l’atmosphère, ce que de toute façon elle a fait en partie le temps que vous l’absorbiez. Quant à la transpiration, elle sert bien à évacuer une chaleur mais c’est afin de maintenir la température de notre corps à 37°C; que l’apport de chaleur soit interne ou externe. C’est de la physique élémentaire qui s’applique au corps humain et à laquelle la Terre ne peut pas échapper (c’est là que je veux en venir). Je vous suggère de voir ce qui peut être déduit sur cette base en consultant un preprint d’article intitulé « Refrigerator as Model of How Water Manages Solar and Anthropogenic Heats and Controls Global Warming. déposé sur HAL CNRS à l’adresse: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02488611v3. Vous y percevrez j’espère qu’il a fallu de l’énergie électrique (accompagnée de chaleur résiduelle pour fabriquer les glaces et sorbets en question dans un congélateur) et que la production d’électricité nécessaire au fonctionnement du congélateur a aussi dégagé de la chaleur qui a chauffé l’atmosphère à distance et que le vent à amené jusqu’à votre voisinage d’où votre besoin de déguster une glace pour lutter contre cet apport (excès) de chaleur locale. Peut-être me répondrez-vous que c’est la chaleur soleil qui vous incommodait? En réponse, n’avez-vous jamais ressenti un excès de chaleur la nuit? Le soleil ne chauffe plus. Le vent (Il n’est pas le seul) dispatche bien sûr la chaleur stockée durant la journée mais de nos jours, celle-ci est accompagnée d’un excès dû à la chaleur anthropique générée sans relâche (voyez auprès du congélateur qui enpêche la glace de fondre).

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    • Bonjour,

      «Le vent (Il n’est pas le seul) dispatche bien sûr la chaleur stockée durant la journée mais de nos jours, celle-ci est accompagnée d’un excès dû à la chaleur anthropique générée sans relâche (voyez auprès du congélateur qui enpêche la glace de fondre).»

      En effet, ce n’est pas nouveau, les océans dont la surface totale est bien plus grande jouent le rôle de fluide caloporteur jusqu’aux pôles et aux profondeurs. Mais comme Maignial l’a déjà écrit, l’atmosphère stocke peu de chaleur peu de temps. Les vents, en dehors de l’effet de foehn, ont aussi une action sur ce fluide et qui sont à l’origine d’autres mécanismes favorisant aussi la fonte des glaces par contact avec l’eau.
      Mais si je comprends bien l’idée derrière, c’est que l’accumulation de la chaleur dans le système climatique aurait, pour une part non négligeable, une origine directement anthropique : la chaleur résiduelle des activités de la civilisation dominante (combustion des fossiles, fission atomique, effet joule, infection virale 🙂 , etc.) qui reste piégée à l’instar du CO₂, sous forme d’eau liquide et gazeuse au lieu de glace, non ?
      C’est une vision particulière du cycle infernal, mais je doute aussi fortement de sa grande part dans le bilan énergétique global ou forçage en raison de la distribution spatiale de telles pertes (~ îlot de chaleur urbain), contrairement à la modification des sols/albedo, au pompage phréatiques par exemple. Du moins, pour le moment.

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      • La chaleur reflète l’agitation des molécules. Celles-ci ne sont immobiles qu’au zéro absolu. Comme toute matière, l’eau (et donc les molécules qui la forment) sous quelque forme qu’elle soit est retenue sur Terre. Heureusement sinon, l’eau serait partie dans l’espace depuis longtemps. D’ailleurs, intrinsèquement, la quantité d’eau sur Terre augmente car la combustion des composés hydrocarbonés fossiles en génère depuis qu’ils sont exploités. C’est en fait l’eau stockée lors de leur formation, il y a des millions d’années (je n’ai jamais vu ce point mentionné dans la littérature mais il existe). Donc vous avez bien compris. La chaleur anthropique s’ajoute et s’intègre aux phénomènes thermiques conductifs et radiatifs sur l’ensemble de la Terre, même si les sources sont plutôt locales avant de tendre vers un équilibre chaotiquement. C’est le petit plus de chaleur ( et non spécifiquement la chaleur anthropique) qui fait fondre la glace localement selon les apports atmosphériques et océaniques. La basse atmosphère et les océans sont des vecteurs d’un plus calorifique lointain vers un effet local: la fonte des glaces.

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        • Il y a bien plus d’eau dans le manteau terrestre, enfouie aussi par les phénomènes de subduction de la lithosphère, mais c’est bien autre chose. Et la quantité de matière s’échapant dans l’espace (hydrogène et hélium) n’est pas, si je m’en réfère aux souvenirs de mes lectures, compensé par l’arrivée de matière (poussières et autres bolides).
          Cependant j’ai un peu de mal quantitativement, l’eau formée par la combustion l’est par la ponction sur le stock de dioxygène présent dans l’atmosphère, lui même issu principalement de l’activité photosynthétique et donc de l’eau.

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          • Résumons: sur Terre, il y a disparition des glaces, ce qui a nécessité de l’énergie thermique (chaleur de fusion). Par ailleurs, de l’énergie interne est produite par l’humanité; énergie dont une partie conduit à de la chaleur anthropique en quantité quasi-suffisante pour avoir fondu la glace disparue. Donc, ou la chaleur en excès d’origine anthropique a bien contribué via atmosphère et océans à fondre la glace disparue ou les molécules portant cette chaleur anthropique sont parties dans l’espace!!!

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