Dislocation du pont de glace de la plate-forme Wilkins ( Wilkins ice shelf )

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre, ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

17/04/2009

Résumé

Fonte des glaces en Antarctique : rupture du pont de glace reliant l'île Charcot.


Depuis quelques jours, les médias (par exemple « Le Monde » daté du 8 avril 2009, le « Figaro » du 7 avril 2009) font état de la dislocation de la plate-forme Wilkins, à l'Ouest de la péninsule antarctique. Les explications sont parfois sommaires, et les agences de presse, chaînes de télévision… ne font en général que rediffuser les quelques images d'agences, toujours les mêmes. On voit des images de crevasses de glace, des images satellites actuelles… Mais avec cela, on a du mal à savoir ce qu'est une plate-forme de glace, à connaître la situation antérieure, à comprendre ce qui s'est passé en ce début avril 2009…

Ce bref article n'a pour but que de faire un résumé à chaud et ce seulement après une rapide recherche internet des évènements d'avril 2009, en ce début d'automne en Antarctique.

Qu'est ce qu'une plate-forme de glace ( ice shelf ) ?

Une plate-forme de glace est constituée de la partie aval d'une calotte glaciaire continentale qui, arrivant en mer, se décolle de son substratum et avance sur la mer en flottant. Elle se termine par un « front » d'où s'échappent des icebergs. Ces plates-formes sont constituées d'eau douce. Leur épaisseur peut dépasser plusieurs centaines de mètres. Elles dépassent donc le niveau de la mer de plusieurs dizaines de mètres. L'hiver, ces plates-formes sont bordées de banquise (mer gelée), alors que l'été, elles peuvent être bordées de mer « libre ».


Ces plates-formes bordent fréquemment l'Antarctique. La plate-forme de Wilkins est l'une des plus petites.

La plate-forme Wilkins ( Wilkins ice shelf )

Figure 2. Localisation des principales plates-formes de glace antarctiques

Localisation des principales plates-formes de glace antarctiques

La plate-forme Wilkins est indiquée par une flèche rouge.


La plate-forme Wilkins avait la particularité de joindre le continent antarctique (plus exactement la péninsule antarctique) à une île, l'île Charcot. Cette jonction constituait un « pont de glace », sorte d'isthme de glace d'une centaine de kilomètres de long. C'est ce pont de glace qui s'est rétréci (50 km de large en 1992, moins de 5 km en mars 2009) et qui s'est rompu le 6 avril 2009.

La figure suivante montre une vue satellite régionale prise en 2003, et situant la plate-forme Wilkins, l'île Charcot, le pont de glace.

Figure 3. Image satellite du secteur de la plate-forme antarctique Wilkins (600 x 400 km) en février 2003

Image satellite du secteur de la plate-forme antarctique Wilkins (600 x 400 km) en février 2003

Le pont de glace correspond à cet espèce d'isthme (-70°S, 75°W) rejoignant l'île Charcot à la plate-forme Wilkins. Le fait que l'île Charcot ne soit plus reliée au corps de la plate-forme que par un pont de glace suggère que la situation de 2003 correspondait déjà à un fort retrait antérieur.


Suivi de l'évolution du pont de glace

Les données disponibles sur le web ont deux origines : le NSIDC ( National Snow and Ice Data Center ) et l'ESA ( European Space Agency ).

Grâce au National Snow and Ice Data Center et à son instrument MODIS ( Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer ) placé dans le satellite Aqua lancé en 2002 par la NASA, on peut se faire une idée de ce qui se passe depuis 2002, et de ce qui s'est passé précisément en ce début avril 2009.

Le site du NSIDC permet d'obtenir un certain nombre d'images prises dans les longueurs d'ondes visibles. Voici une sélection de d'images prises l'été (ou en début d'automne), depuis mars 2003 et qui montrent l'évolution de ce secteur. La première image (2003) est annotée pour que chacun puisse se familiariser avec la morphologie du pont de glace et bien le distinguer de la banquise. En effet, ce pont de glace domine la banquise par des falaises de plusieurs dizaines de mètres de hauteur. Cette falaise paraît plus sombre quand elle est à l'ombre, plus claire quand elle est au soleil. L'état de la banquise est très variable d'une image à l'autre, ce qui est parfaitement normal, cette dernière évoluant de jour en jour en fonction des courants, des vents…

Figure 4. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en février 2003

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en février 2003

Le pont de glace mesure une centaine de kilomètres de long. Au Nord, la banquise comprend de très nombreuses plaques de glaces, fragments dérivant de la plate-forme Wilkins, témoins de dislocations antérieures à février 2003.


Figure 5. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en janvier 2004

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en janvier 2004

Par rapport à l'été 2003, une nouvelle légère échancrure se devine juste au SE de l'île Charcot.


Figure 6. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2005

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2005

Si l'état de la banquise est très différent de celui de janvier 2004, le pont de glace, lui, n'a pas beaucoup changé.


Figure 7. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2006

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2006

Si l'état de la banquise est très différent de celui de mars 2005, le pont de glace, lui, n'a pas beaucoup changé.


Figure 8. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2007

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2007

Si l'état de la banquise est très différent de celui de mars 2006, le pont de glace, lui, n'a pas beaucoup changé. Noter la petite île au centre de la partie la plus étroite. La bordure SO du pont se trouve à une dizaine de kilomètres de cette île.


Figure 9. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2008

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace en mars 2008

La largeur du pont de glace a fortement diminué. La petite île signalée à la figure précédente et qui se trouvait à 10 km du bord du pont se trouve maintenant juste en bordure de mer. Cet été 2008 correspond à la première grande dislocation de ce pont de glace, qui a vu sa largeur diminuer de moitié. Déjà pendant cet été 2008, de nombreux glaciologues prévoyaient une rupture totale pour les étés 2009 ou suivants. Des images de cette dislocation de 2008 sont montrées figures 22 et 23.


Figure 10. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace le 31 mars 2009 (peu avant sa rupture)

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace le 31 mars 2009 (peu avant sa rupture)

La largeur du pont de glace a considérablement diminué depuis mars 2008 : dans sa partie la plus étroite, le pont de glace mesure moins de 5 km de large. La petite île déjà signalée est aux trois quarts entourée d'eau.


Figure 11. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image prise je jour de la rupture du pont de glace, le 6 avril 2009

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image prise je jour de la rupture du pont de glace, le 6 avril 2009

Le 6 avril 2009, le pont de glace s'est complètement disloqué.

Attention, le cadrage de cette image est légèrement différent de celui des images précédentes (source différente) et l'île Charcot est recouverte de nuages générant des ombres et masquant une partie de la rupture.


Figure 12. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace le 10 avril 2009, 4 jours après la rupture

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : état du pont de glace le 10 avril 2009, 4 jours après la rupture

Première image MODIS disponible prise par beau temps (le 10 avril), 4 jours après la rupture du pont de glace. Cette rupture est particulièrement manifeste quand on compare cette image du 10 avril avec celle du 31 mars 2009.


 

Pour bien voir le changement de ce pont de glace, la figure suivante montre un montage de 5 images, agrandissements (réorientés) de cinq des 10 figures précédentes. Pour mieux visualiser l'évolution du pont de glace, quand la mer (au SO) était fortement recouverte de banquise (2004, 2005 et 2008), elle a été « noircie ».

Figure 14. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : évolution du pont de glace entre 2004 et avril 2009

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : évolution du pont de glace entre 2004 et avril 2009

Pour mieux visualiser l'évolution du pont de glace, la mer (en bas) a été « noircie » quand elle était fortement recouverte de banquise (2004, 2005 et 2008). L'état naturel de la mer peut être retrouvé sur les figures 4 à 12. Une petite île est fléchée sur l'image de 2004. Elle permet de se repérer et de bien visualiser la diminution de largeur, puis la rupture du pont de glace.


Le site de l'ESA fournit, parmi ses données, des images complémentaires de celle du NSIDC, puisque ce sont des images radar. Ces images proviennent du satellite ENVISAT lancé en mars 2002. Avec les images radar, la glace épaisse (plate-forme ou icebergs dérivant de plate-forme) est d'un gris très clair, car recouverte de neige bien lisse. La banquise et les micro-icebergs sont en général d'un gris plus ou moins foncé suivant leur rugosité. La mer libre est d'un gris plus foncé voire noire selon son état d'agitation.

L'ESA fournit une image radar de 1992 (issue d'un autre satellite radar, ERS 1) et une de 2008 (ENVISAT). La comparaison est riche d'enseignement et montre l'énorme diminution de la largeur du pont de glace pendant ces 16 années.


Figure 16. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image radar (ENVISAT) montrant l'état du pont de glace en juillet 2008

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image radar (ENVISAT) montrant l'état du pont de glace en juillet 2008

La comparaison avec l'état de 1992 (figure précédente) est saisissante.


Ce site montre aussi une série d'images « défilantes », que l'on peut capter pour faire un montage. Voici en 6 images, l'évolution du pont de glace entre le 30 mai et le 7 juillet 2008, période qui précède la rupture finale d'avril 2009.

Figure 17. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : montage de 6 images radar ENVISAT montrant l'évolution du pont de glace entre le 30 mai et le 7 juillet 2008

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : montage de 6 images radar ENVISAT montrant l'évolution du pont de glace entre le 30 mai et le 7 juillet 2008

La comparaison avec l'état de 1992 (figure 15) est saisissante.


Le site de l'ESA montre une image prise en novembre 2008 (au début de cet été qui a vu la dislocation finale d'avril) sur laquelle sont reportées différentes étapes de la formation de méga-fissures ayant eu lieu entre le 21 juillet et le 26 novembre 2008 (figure 18). Elle montre aussi une image du 2 avril (4 jours avant la rupture totale) où sont indiquées les fissures qui vont s'ouvrir, fissures nommées « rift » (figure 19).

Figure 18. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image ENVISAT prise en novembre 2008

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image ENVISAT prise en novembre 2008

Image prise en novembre 2008 (au début de cet été qui a vu la rupture d'avril) sur laquelle sont reportées différentes étapes de la formation de méga-fissures ayant et lieu entre le 21 juillet et le 26 novembre 2008.


Figure 19. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image ENVISAT du 2 avril 2009

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image ENVISAT du 2 avril 2009

Image du 2 avril 2009 sur laquelle ont été reportées de nouvelles fissures (appelées rifts), fissures qui «annoncent et préparent » la dislocation du 6 avril 2009.


Figure 20. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : images ENVISAT montrant l'évolution du pont de glace du 2 au 7 avril 2009

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : images ENVISAT montrant l'évolution du pont de glace du 2 au 7 avril 2009

Dans l'image du 2 avril, on voit la fissure soulignée figure 19. Dans les images des 4 et 5 avril, on voit la partie droite du pont de glace s'élargir et se « piqueter » de points blancs (zones rugueuses). Sur l'image du 7 avril, la rupture est consommée.


Figure 21. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : gros plan sur la rupture du 6 avril 2009 (image ENVISAT)

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : gros plan sur la rupture du 6 avril 2009 (image ENVISAT)

La continuité du pont entre la plate-forme (à droite) et l'île Charcot (à gauche) est interrompue.


Le web ne montre pas (encore) de belles images de haute résolution de la rupture d'avril 2009. Ces images devraient ressembler à celles de la dislocation partielle de mars 2008, présentées ci-dessous.

Figure 22. Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image satellitale "haute résolution" du champ d'icebergs issus de la quasi-rupture de mars 2008

Plate-forme Wilkins (Antarctique) : image satellitale "haute résolution" du champ d'icebergs issus de la quasi-rupture de mars 2008

Les gros icebergs mesurent environ 250 m de large.

Formosat image © 2008 Dr. Cheng-Chien Liu, National Cheng-Kung Univ., Dr. An-Ming Wu, National Space Organization, Taiwan.



Causes et conséquences de la dislocation de la plate-forme Wilkins

L'objet de ce rapide article n'est pas de discuter l'origine exacte de cette rupture, ni d'autres ruptures de plates-formes de glace, comme celle de Larsen qui a eu lieu en plusieurs étapes, notamment en 1995 et 2002. Ces ruptures et dislocations de plates-formes sont très vraisemblablement à relier au réchauffement climatique mondial, particulièrement important aux hautes latitudes (+2,5°C depuis 1950 sur la péninsule antarctique). Ce réchauffement de l'atmosphère entraîne bien sûr une augmentation de la fonte des glaces, mais aussi une augmentation de la température de l'eau de mer, et aussi sans doute des variations dans les courants marins et atmosphériques, dans l'amplitude des tempêtes… Les parts respectives des ces phénomènes (et d'autres) dans cette dislocation vont devoir être recherchées dans les mois qui viennent.

Quelles seront les conséquences de cette diminution/rupture de la plate-forme Wilkins ? Cela perturbera certainement tous les écosystèmes locaux ; baleines et manchots devront changer leurs habitudes. Les fragments issus de la dislocation, devenus icebergs, vont fondre. Comme la plate-forme était déjà constituée de glaces flottantes, cette fonte ne fera pas varier le niveau de la mer. Par contre, la plate-forme Wilkins est devenue plus petite. Les plates-formes, situées en aval des écoulements issus des calottes glaciaires continentales ralentissent vraisemblablement leur progression. Une réduction de masse des plates-formes peut entraîner une accélération des mouvements des calottes, et donc de leur fonte. Une accélération de la fonte des calottes peut, elle, faire augmenter le niveau de la mer.