Pourquoi la diminution des plates-formes de glace antarctiques s'est accélérée

Pourquoi la diminution des plates-formes de glace en Antarctique s'accélère

Demandez aux gens ce qu'ils savent de l'Antarctique et ils mentionnent habituellement le froid, la neige et la glace. En fait, il y a tellement de glace sur l'Antarctique que si tout se fondait dans l'océan, le niveau moyen de la mer autour du monde s'élèverait à environ 200 pieds, soit à peu près la hauteur d'un bâtiment 20.

Cela pourrait-il arriver? Il y a des preuves qu'à plusieurs reprises dans le passé il y avait beaucoup moins de glace en Antarctique qu'aujourd'hui. Par exemple, pendant une période chaude prolongée appelée Interglaciaire d'Eemian il y a environ dix ans, l'Antarctique a probablement perdu assez de glace pour augmenter le niveau de la mer de plusieurs mètres.

Les scientifiques pensent que la température moyenne mondiale à l'époque était seulement d'environ deux degrés Fahrenheit plus chaude qu'aujourd'hui. En supposant que nous continuons à brûler des combustibles fossiles et à ajouter des gaz à effet de serre à l'atmosphère, la température mondiale devrait augmenter d'au moins deux degrés Fahrenheit en 2100. Qu'est-ce que cela va faire à la calotte glaciaire de l'Antarctique? Même un mètre de l'élévation du niveau de la mer, soit seulement un cinquantième de la calotte glaciaire, provoquerait des déplacements massifs de populations côtières et nécessiterait des investissements majeurs pour protéger ou délocaliser les villes, les ports et autres infrastructures côtières.

La glace qui quitte l'Antarctique pénètre dans l'océan par les plates-formes de glace, qui sont les bords flottants de la calotte glaciaire. Nous prévoyons que tout changement de la calotte glaciaire provoqué par les changements dans l'océan sera ressenti d'abord par les plates-formes de glace. À l'aide de données satellitaires, nous avons analysé la façon dont les plates-formes de glace de l'Antarctique ont évolué au cours des deux dernières décennies. Notre papier publié dans Science montre que non seulement le volume de glace a diminué, mais que les pertes se sont accélérées au cours de la dernière décennie, un résultat qui donne un aperçu de la façon dont notre climat futur affectera la calotte glaciaire et le niveau de la mer.

Cork dans une bouteille de champagne

Le lien entre l'évolution de la température mondiale et la perte de glace de la calotte glaciaire de l'Antarctique est pas simple. En soi, la température de l'air a une assez faible influence sur la feuille de glace, puisque la plupart de celui-ci est déjà bien en dessous de zéro.

Il s'avère que, pour comprendre la perte de glace, nous devons connaître les changements dans les vents, les chutes de neige, la température et les courants océaniques, la glace de mer et la géologie sous les calottes glaciaires. Nous n'avons pas encore assez d'informations sur ces derniers pour construire des modèles fiables pour prédire la réponse de la calotte glaciaire aux changements climatiques.

Nous savons qu'un contrôle important sur la perte de glace de l'Antarctique est ce qui se passe lorsque la calotte glaciaire rencontre l'océan. L'inlandsis antarctique gagne de la glace par les chutes de neige. La calotte glaciaire se propage sous son propre poids en formant des glaciers et des courants de glace qui descendent lentement vers l'océan. Une fois qu'ils se détachent du substrat rocheux et commencent à flotter, ils deviennent des étagères de glace. Pour rester en équilibre, les plates-formes de glace doivent éliminer la glace qu'elles ont gagnée à cause de l'écoulement des glaciers et des chutes de neige locales. Les morceaux se détachent pour former des icebergs et la glace est également perdue du fond en fondant à mesure que l'eau chaude de l'océan coule sous elle.


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antarctique volante1Diagramme schématique d'une plate-forme glaciaire antarctique montrant les processus provoquant les changements de volume mesurés par les satellites. La glace est ajoutée à la plate-forme de glace par les glaciers qui s'écoulent du continent et par les chutes de neige qui se compriment pour former de la glace. La glace est perdue lorsque les icebergs se détachent du front de glace et fondent dans certaines régions alors que de l'eau chaude s'écoule dans la cavité océanique sous la banquise. Sous quelques plates-formes de glace, l'eau de fonte froide et fraîche monte jusqu'à un point où elle regagne la plate-forme de glace. Helen Amanda Fricker, Professeur, Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego, Auteur fourni

Une tablette de glace agit un peu comme un bouchon dans une bouteille de champagne, ralentissant les glaciers qui y coulent; les scientifiques appellent cela l'effet de renforcement. Des observations récentes montrent que lorsque les étagères de glace sont minces ou s'effondrent, le écoulement du glacier de la terre à l'océan accélère, ce qui contribue à l'élévation du niveau de la mer. Il est donc important de comprendre les facteurs qui font que la glace change de taille.

Construire une carte des étagères de glace

La première étape vers la compréhension des plates-formes de glace consiste à déterminer à quel point elles ont changé dans le passé et à quelle vitesse elles ont changé. Dans notre papier, nous montrons des cartes détaillées des changements dans les plates-formes de glace tout autour de l'Antarctique sur la base des années 18 de 1994 à 2012. Les données proviennent de mesures continues de la hauteur de la surface recueillies par trois satellites radar altimétriques de l'Agence spatiale européenne. En comparant les hauteurs de surface au même point sur le plateau de glace à différents moments, nous pouvons établir un enregistrement des changements de hauteur de la glace. Nous pouvons ensuite convertir cela en changements d'épaisseur en utilisant la densité de la glace et le fait que étagères de glace flottent.

Des études antérieures sur les changements de l'épaisseur et du volume de la plate-forme glaciaire ont donné des moyennes pour des plates-formes de glace individuelles ou ont approximé les changements dans le temps comme des ajustements linéaires sur de courtes périodes. En revanche, notre nouvelle étude présente des cartes à haute résolution (environ 30 km par 30 km) des changements d'épaisseur à des intervalles de temps de trois mois pour la période 18-année. Cet ensemble de données nous permet de voir comment le taux d'éclaircie varie entre différentes parties de la même plate-forme de glace, et entre différentes années.

antarctique volante2Cette carte montre dix-huit ans de changement dans l'épaisseur et le volume des plates-formes de glace de l'Antarctique. Les taux de changement d'épaisseur (mètres / décennie) sont codés en couleur de -25 (amincissement) à + 10 (épaississement). Les cercles représentent le pourcentage d'épaisseur perdue (rouge) ou gagnée (bleu) dans les années 18. Le cercle central délimite la zone non surveillée par les satellites (au sud de 81.5ºS). Les données originales ont été interpolées à des fins de cartographie. Scripps Institution d'océanographie, UC San Diego, Auteur fourni

Nous constatons que, si les tendances récentes se poursuivent, certaines plates-formes de glace s'aminciront considérablement au cours des siècles, réduisant ainsi leur capacité à soutenir la calotte glaciaire. D'autres plates-formes de glace gagnent de la glace, ce qui pourrait ralentir la perte de glace du sol.

Quand nous résumons les pertes autour de l'Antarctique, nous constatons que le changement de volume de toutes les plateformes de glace était presque nul dans la première décennie de notre record (1994-2003) mais, en moyenne, plus de 300 kilomètres cubes par an ont été perdus entre 2003 et 2012.

Le schéma d'accélération de la perte de glace varie d'une région à l'autre. Au cours de la première moitié du record, les pertes de glace de l'Antarctique de l'Ouest ont été presque compensées par des gains dans l'Antarctique de l'Est. Après 2003, le volume de la banquise de l'Antarctique de l'Est s'est stabilisé et les pertes de l'Antarctique de l'Ouest ont légèrement augmenté.

Les changements dans les facteurs climatiques tels que les chutes de neige, la vitesse du vent et la circulation océanique entraîneront des changements de l'épaisseur de la plate-forme de glace dans le temps et dans l'espace. Nous pouvons comparer les «empreintes digitales» de ces facteurs avec nos nouvelles cartes beaucoup plus claires pour identifier les causes primaires, qui pourraient être différentes dans différentes régions autour de l'Antarctique.

Notre ensemble de données de l'année 18 a démontré la valeur des observations longues et continues des plateformes de glace, montrant que des enregistrements plus courts ne peuvent capturer la vraie variabilité. Nous nous attendons à ce que nos résultats inspirent de nouvelles façons de penser aux effets de l'océan et de l'atmosphère sur les plateaux de glace et, par ce biais, à la perte de glace de l'Antarctique.

A propos de l'auteurLa Conversations

Laurence («Laurie») Padman est vice-président et scientifique principal à Earth Space Research. Il a reçu son doctorat en océanographie de l'Université de Sydney à 1987, puis a travaillé à l'Oregon State University avant de passer à l'ESR à 1997. Ses recherches portent sur les interactions entre les océans polaires, la glace de mer et les plates-formes de glace, y compris l'amincissement des bancs de glace de l'Antarctique et la façon dont les courants de marée et la turbulence affectent la glace marine de l'Arctique.

Fernando Paolo est un candidat au doctorat, Scripps Institution of Oceanography, Université de Californie, San Diego.Helen Amanda Fricker est professeur de géophysique à l'Institut Cecil H. et Ida M. Green de géophysique et de physique planétaire à la Scripps Institution of Oceanography à la Université de Californie, San Diego. Ses recherches portent sur les calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland et leur rôle dans le système climatique.

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.


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