Une équipe de glaciologues dirigée par l'Université de Californie, dirigée par Irvine, a dévoilé le portrait le plus précis à ce jour des contours de la terre sous la calotte glaciaire de l'Antarctique - et, ce faisant, a aidé à identifier les régions du continent qui seront plus ou moins, vulnérable au réchauffement climatique futur.
Très attendue par les communautés mondiales de la cryosphère et des sciences de l'environnement, la nouvelle carte topographique de l'Antarctique, BedMachine, et les résultats connexes ont été publiés aujourd'hui dans la revue Nature Geoscience.
Parmi les résultats les plus frappants du projet de la machine figurent la découverte de crêtes stabilisatrices qui protègent la glace qui traverse les montagnes transantarctiques; une géométrie de lit qui augmente le risque de fonte rapide des glaces dans le secteur des glaciers de Thwaites et Pine Island en Antarctique occidental; un lit sous les glaciers de la Force de récupération et de soutien qui est à des centaines de mètres plus profond que prévu, ce qui rend ces calottes glaciaires plus susceptibles de reculer; et le canyon terrestre le plus profond du monde sous le glacier Denman en Antarctique oriental.
"Il y a eu beaucoup de surprises sur le continent, en particulier dans les régions qui n'avaient pas été précédemment cartographiées en détail avec le radar", a déclaré l'auteur principal Mathieu Morlighem, professeur agrégé UCI des sciences du système Terre. "En fin de compte, BedMachine Antarctica présente une image mitigée: les cours d'eau dans certaines zones sont relativement bien protégés par leurs caractéristiques sous-jacentes au sol, tandis que d'autres sur des lits rétrogrades sont plus à risque d'une instabilité potentielle de la calotte glaciaire marine."
Le nouveau produit de topographie du lit antarctique a été construit à partir des données sur l'épaisseur de la glace de 19 instituts de recherche différents datant de 1967, englobant près d'un million de lignes de sondages radar. De plus, les créateurs de BedMachine ont utilisé les mesures bathymétriques de la plate-forme de glace des campagnes Operation IceBridge de la NASA, ainsi que la vitesse de l'écoulement glaciaire et les informations sismiques, le cas échéant. Certaines de ces mêmes données ont été utilisées dans d'autres projets de cartographie topographique, donnant des résultats similaires lorsqu'ils sont vus à grande échelle.
"En utilisant une machine pour zoomer sur des secteurs particuliers de l'Antarctique, vous trouvez des détails essentiels tels que des bosses et des creux sous la glace qui peuvent accélérer, ralentir ou même arrêter la retraite des glaciers", a déclaré Morlighem.
Les précédentes méthodes de cartographie de l'Antarctique reposant sur des sondages radar ont été généralement efficaces, avec certaines limites. Lorsque les avions volent en ligne droite au-dessus d'une région, les systèmes radar montés sur les ailes émettent un signal qui pénètre dans les glaciers et les calottes glaciaires et rebondit à partir du point où la glace rencontre le sol solide. Les glaciologues utilisent ensuite des techniques d'interpolation pour remplir les zones entre les trajectoires de vol, mais cela s'est avéré être une approche incomplète, en particulier avec les glaciers à écoulement rapide.
Alternativement, la machine s'appuie sur la méthode fondamentale de conservation de la masse basée sur la physique pour discerner ce qui se trouve entre les lignes de sondage radar, en utilisant des informations très détaillées sur le mouvement du flux de glace qui dictent la façon dont la glace se déplace autour des contours variés du lit. Cette technique a joué un rôle déterminant dans la conclusion de l'équipe de recherche concernant la véritable profondeur de l'auge Denman.
"Des cartes plus anciennes suggéraient un canyon moins profond, mais ce n'était pas possible; quelque chose manquait", a déclaré Morlighem. "Avec la conservation de la masse, en combinant les données existantes du levé radar et du mouvement des glaces, nous savons combien de glace remplit le canyon - qui, selon nos calculs, est à 3 500 mètres sous le niveau de la mer, le point le plus profond sur terre. Comme il est relativement étroit, il doit être profonde pour permettre à cette masse de glace d'atteindre la côte. "
En basant ses résultats sur la vitesse de la surface de la glace en plus des données sur l'épaisseur de la glace provenant des sondages radar, BedMachine est en mesure de présenter une représentation plus précise et à haute résolution de la topographie du lit. Cette méthodologie a été utilisée avec succès au Groenland ces dernières années, transformant la compréhension des chercheurs de la cryosphère sur la dynamique des glaces, la circulation océanique et les mécanismes de retrait des glaciers.
L'application de la même technique à l'Antarctique est particulièrement difficile en raison de la taille et de l'éloignement du continent, mais, a noté Morlighem, BedMachine contribuera à réduire l'incertitude dans les projections d'élévation du niveau de la mer à partir de modèles numériques.
Il a déclaré que la cartographie future de la topographie des lits sur terre pourrait être grandement améliorée en cartographiant la profondeur du fond marin au large et sous la glace flottante, qui est actuellement un domaine d'étude actif. Dans l'article publié aujourd'hui, Morlighem suggère également que l'étude des calottes glaciaires de l'Antarctique à écoulement rapide bénéficierait de sondages le long des trajectoires de vol perpendiculaires à la direction de l'écoulement, "en particulier en amont des glaciers de l'Academy and Support Force, le long de la côte de Gould près de Ross Plateau de glace, et le long de la côte Guillaume II entre les glaciers Denman et Lambert. "
