Article | 05/03/2010
Ruptures estivales de plateformes de glace (ice shelf) en Antarctique et diminution de la masse des calottes de glace
05/03/2010
Résumé
Les variations de masse des calottes polaires, processus classiques et réchauffement climatique.
Table des matières
La dislocation de la langue terminale de Mertz
La fin de l'été austral approche et, avec elle, la période des grandes ruptures de plateformes de glace (ice shelf). La presse en général, et le Monde du 28 février - 1er mars en particulier s'est fait l'écho d'une rupture un peu particulière qui s'est opérée durant ce mois de février 2010. L'extrémité flottante du glacier de Mertz, près de la Terre Adélie, s'avançait dans la mer sous forme d'une plateforme de glace en forme de langue, de 30 km de large pour 70 km de long. Cette langue de glace était sous surveillance, car son vélage était redouté (des ruptures-détachements de vastes panneaux de plateformes de glace sont appelées vélages). Le 13 février 2010, cette langue de glace a été heurtée par un énorme iceberg, l'iceberg B-9B, de dimension voisine et qui était suivi par satellite depuis 10 ans. Ce choc entre B-9B et la langue glaciaire de Mertz a entraîné la rupture de cette langue, puis sa dérive.
Les 4 images qui suivent montrent ce choc, sous forme d'un montage puis de 3 images détaillées.
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center, modifié
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center, modifié | Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center, modifié |
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center |
En parcourant le web, on peut trouver des images satellite de cette langue/plateforme de Mertz et de l'iceberg B-9B les années précédentes, par exemple une image "optique" de 2001, et 2 images radar datant de 2002 et de 2007.
Source - © 2001 NSIDC, Univ. of Colorado at Boulder | Source - © 2002 National Ice Center, , modifié |
Source - © 2007 European Space Agency |
L'image Google earth, permet de "bien" voir que cette langue de glace de Mertz débouche d'une vallée. Cette image date du 5 mars 1999, ce qui montre que cela fait plus de 10 ans que la langue terminale du glacier de Mertz se présente sous forme d'une étroite plateforme de glace s'avançant dans la mer.
Rappelons que les plateformes de glace, qu'elles aient une forme de langue comme la plateforme de Mertz ou une forme plus large résultent de l'arrivée en mer d'un glacier issu du continent qui se détache du substratum rocheux et qui flotte à la surface de l'océan.
Les images qui suivent, "glanées" sur le web montrent bien à quoi ressemble une plateforme de glace et les icebergs qui s'en détachent. Ces images viennent de la plateforme de Mertz ou de ses environs immédiats.
Source - © 2008 Robbie McNeill, sur picasaweb | |
Source - © 2010 Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe | Source - © 2010 IPF Paul-Émile Victor |
La dislocation de la plateforme de Ronne-Filchner
La rupture atypique (car déclenchée par une collision) de la plateforme de Mertz a fait la une des médias. D'autres ruptures plus classiques (donc dont personne ne parle) permettent de montrer de belles images de ce processus. Par exemple, le site Earth Observatory signale la rupture de la plateforme de Ronne-Filchner entre le 12 et le 14 février 2010, et le site MODIS Rapid Response System permet d'en avoir de belles images.
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center, modifié
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC | Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC |
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC | Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC |
Source - © 2010 MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC |
Source - © 2008 MODIS Rapid Response Team, NASA Goddard Space Flight Center
Réchauffement climatique et perte de masse des glaciers antarctiques et groenlandais
Ces dislocations de plateformes de glace sont normales et arrivent tous les étés, bien que l'importance de ces dislocations varient d'un été sur l'autre. Contrairement à la dislocation de la plateforme Wilkins qui avait été précédée de 20 ans de réductions et qui était vraisemblablement due au réchauffement climatique, les ruptures des plateformes de Mertz et de Ronne-Filchner ne sont pas forcément à mettre sur le compte du réchauffement climatique. Les climato-négationnistes insistent lourdement sur le fait qu'il y a toujours eu de telles dislocations (ils ont raison) et que la quantité de glace antarctique ne varie pas (et là, ils ont tort). Pour justifier leur assertion fausse (la calotte antarctique ne diminue pas de volume), les climato-négationnistes insistent sur le fait que la température antarctique est presque toujours négative (ils ont raison), que les glaciers de ce fait ne peuvent pas fondre (ils ont raison) et donc pas diminuer (et là, ils ont tort). En effet, une calotte glaciaire peut perdre de la glace de deux manières : à cause d'une accélération de sa fonte, ou à cause d'une augmentation de la vitesse des glaciers qui s'en échappent en direction de la mer, qui vont donner des plateformes de glace, qui vont se disloquer et générer des icebergs, qui eux vont fondre.
La paire de satellites GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) et des satellites radar permettant d'estimer les variations d'altitude par des procédés interférométriques permettent de mesurer avec précision la variation de volume des masses glaciaires antarctique et groenlandaise. Le verdict est sans appel : ces deux calottes perdent du volume. La NASA publie, par exemple, la courbe de variation du volume antarctique entre 2002 et 2009.
Source - © 2009 NASA/JPL
La NASA avait déjà publié il y a quatre ans un résultat qualitatif montrant les régions antarctiques perdant de la glace, en particulier les plateformes qui s'amincissent et deviennent par là-même plus fragiles.
Source - © 2008 NASA/JPL-Caltech
Pour le Groenland, la NASA a donné des résultats plus quantitatifs le 19 février 2010. La perte est légèrement plus grande qu'en Antarctique : 1400 km3 pendant les mêmes 7 années, mais pour un volume total de la calotte 10 fois plus faible. L'importance relative de la perte de masse y est donc 14 fois plus forte. La NASA présente aussi les résultats sous forme d'une carte donnant les pertes (ou gains) annuels moyennés sur la période 2003-2008. La région centrale Nord voit la masse de glace augmenter (+ 25 cm/an si on converti cette augmentation de masse en variation de hauteur). C'est sans doute dû à une augmentation des chutes de neige non compensées par une augmentation de la fonte et/ou du fluage. Sur la majorité de la surface, il y a une diminution de l'épaisseur de la glace (-25 cm/an), due à une augmentation du fluage et à une augmentation de la fonte estivale (contrairement à l'Antarctique, la température dépasse 0°C pendant l'été sur une bonne portion du Groenland). La perte sur cette majorité de la surface l'emporte largement sur les gains (-200 km3/an).
Source - © 2008 NASA/JPL
Comment un réchauffement climatique pourrait-il entraîner une augmentation du fluage des calottes glaciaires vers la mer ? Le problème est loin d'être simple, et c'est l'une des grandes incertitudes pour estimer l'augmentation du niveau des mers d'ici la fin du siècle. Trois causes d'augmentation du fluage peuvent être proposées.
- L'augmentation de la température diminue la viscosité de la glace (la loi d'Arrhénius décrit la variation de viscosité des fluides en fonction de la température : η=A exp[E/RT]). Le réchauffement climatique va donc "accélérer" le fluage des glaciers. Cette première cause affecterait l'Antarctique et le Groenland.
- La présence d'une plateforme de glace au débouché du glacier en mer ralentit l'écoulement de la partie amont du glacier. La fragilisation et la rupture de ces plateformes due au réchauffement climatique favoriseraient donc le fluage des glaciers sur le continent. Cette deuxième cause affecterait surtout l'Antarctique largement ceinturé de plateformes de glace.
- Le réchauffement climatique peut entraîner une fonte superficielle du glacier. L'eau de fonte pénètre dans des crevasses (appelées moulins, cf. figures 12 à 15 de l'article sur la calotte glaciaire du Groenland) et arrive à la base des glaciers. La présence d'eau liquide à la base du glacier faciliterait son glissement sur le substratum rocheux et accélérerait sa descente vers la mer. Cette troisième cause concernerait surtout le Groenland.