Antarctique

Comment un océan caché circule sous la glace de l’Antarctique.

Jules Verne a envoyé son sous-marin fictif, le Nautilus, au pôle Sud à travers un océan caché sous une épaisse calotte glaciaire. Écrit 40 ans avant qu’aucun explorateur n’atteigne le pôle, son histoire n’était pourtant qu’à moitié une fiction.

Il existe en effet des cavités océaniques cachées autour de l’Antarctique, et nos dernières recherches explorent la circulation de l’océan sous les plates-formes de glace du continent – de grandes extensions flottantes de la glace sur terre qui montent et descendent avec les marées.

Ces plates-formes de glace renforcent l’énorme calotte glaciaire terrestre du continent et jouent un rôle important dans l’évaluation de l’élévation future du niveau de la mer. Notre travail jette un nouvel éclairage sur la façon dont les courants océaniques contribuent à la fonte de l’Antarctique, qui est l’une des plus grandes incertitudes dans les prévisions des modèles climatiques.

Des climatologues explorent l’océan caché sous la plus grande plate-forme de glace de l’Antarctique

Un océan inexploré

La plate-forme de glace Ross est la plus grande plaque de glace flottante sur Terre, à 480 000 kilomètres carrés. La cavité océanique qu’elle recèle s’étend sur 700 km au sud des côtes de l’Antarctique et reste largement inexplorée.

Nous savons que les plates-formes de glace fondent principalement par le bas, emportées par un océan qui se réchauffe. Mais nous avons très peu de données disponibles sur la façon dont l’eau se mélange sous la glace. Ceci est souvent négligé dans les modèles climatiques, mais nos nouvelles mesures aideront à y remédier.

La seule autre expédition dans la cavité océanique sous la plate-forme de glace centrale de Ross remonte aux années 1970 et est revenue avec des résultats intrigants. Malgré la technologie limitée de l’époque, cela a montré que la cavité océanique n’était pas une baignoire statique. Au lieu de cela, il a trouvé une fine stratification de masses d’eau, avec des températures et des salinités subtilement différentes entre les couches.

D’autres études océaniques ont été menées à partir des bords ou d’en haut. Ils ont donné un aperçu du fonctionnement du système, mais pour vraiment le comprendre, nous devions prendre des mesures directement depuis l’océan sous des centaines de mètres de glace.

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En 2017, nous avons utilisé un jet d’eau chaude, inspiré d’une conception du British Antarctic Survey, pour forer à travers 350 mètres de glace jusqu’à l’océan en dessous. Nous avons pu garder le trou liquide assez longtemps pour effectuer des mesures océaniques détaillées et laisser des instruments derrière nous pour continuer à surveiller les courants et la température océaniques. Ces données arrivent toujours par satellite.

Nous avons découvert que l’océan caché agit comme un estuaire massif avec de l’eau de mer relativement chaude (2℃) entrant au fond de la mer pour circuler près de la surface dans une combinaison d’eau de fonte et d’eau douce sous-glaciaire extraite de la calotte glaciaire et de la fondation rocheuse cachée de l’Antarctique. .

Les centaines de mètres de glace isolent la cavité océanique des vents furieux et des températures glaciales de l’Antarctique. Mais rien n’arrête les marées. Nos données suggèrent que les marées poussent l’océan stratifié d’avant en arrière au-delà des ondulations sur la face inférieure de la glace et mélangent des parties de la cavité océanique.

Comment la chaleur solaire entraîne la fonte rapide de certaines parties de la plus grande plate-forme de glace de l’Antarctique

Ce type de découverte est le défi ultime pour la science du climat. Comment représenter des processus qui fonctionnent à des échelles quotidiennes dans des modèles qui font des projections sur des siècles ? Nos données montrent que les changements quotidiens peuvent s’additionner, il est donc important de trouver une solution.

Par exemple, les données recueillies à l’extérieur de la cavité océanique et les modèles informatiques suggèrent qu’une parcelle d’eau donnée passe de un à six ans à se frayer un chemin à travers la cavité. Nos nouvelles données indiquent que l’extrémité inférieure de la fourchette est plus probable et que nous ne devrions de toute façon pas penser en termes d’un grand circuit.

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Le Ross n’est pas la banquise la plus menacée par le réchauffement des océans. Mais sa taille et sa relation avec la mer de Ross voisine en font un rouage vital du système océanique planétaire.

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L’importance de ces plates-formes de glace pour l’élévation du niveau de la mer au cours des prochains siècles est très évidente. La recherche montre que si le réchauffement atmosphérique dépasse 2 ℃, les principales plates-formes de glace de l’Antarctique s’effondreraient et libéreraient la glace s’écoulant de la calotte glaciaire du continent, élevant le niveau de la mer jusqu’à 3 mètres d’ici 2300.

Ce qui est moins bien compris, mais aussi potentiellement un agent de changement massif, c’est l’impact de l’eau de fonte sur la circulation thermohaline mondiale, une boucle de transport océanique qui voit le cycle océanique des abysses au large des côtes de l’Antarctique aux eaux de surface tropicales tous les 1 000 ans. ou alors.

Les plates-formes de glace de l’Antarctique sont comme un arrêt au stand dans cette boucle et donc ce qui se passe en Antarctique résonne à l’échelle mondiale. La fonte plus rapide des plates-formes de glace modifiera la stratification des océans, avec des répercussions sur la circulation océanique mondiale – et l’un des résultats de cela semble être une plus grande variabilité climatique.

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