En Alaska, les glaciers fondent 100 fois plus vite que prévu

Une nouvelle méthode de mesure de la fonte des glaciers sous le niveau de la mer a permis d'aboutir à une découverte surprenante : certains glaciers fondent cent fois plus vite que ne l'avaient prévu les scientifiques.

Dans une étude parue dans la revue Science, une équipe d'océanographes et de glaciologues élargit notre compréhension des glaciers de marée, ces glaciers soumis au mouvement des marées qui se jettent dans l'océan, et de leur dynamique.

« Ils ont découvert qu'en réalité, la fonte de ces glaciers était radicalement différente des théories que nous avions établies, » explique Twila Moon, glaciologue au National Snow and Ice Data Center de l'université du Colorado à Boulder, non impliquée dans l'étude.

Le vêlage et la fonte glaciaire qui s'y déroulent s'inscrivent en partie dans un processus normal suivi par les glaciers lors des transitions saisonnières de l'hiver à l'été et parfois même pendant l'été. Cependant, le réchauffement climatique accélère le recul des glaciers à travers leur fonte en surface mais également à travers leur fonte sous-marine.

Les glaciers peuvent descendre à plusieurs centaines de mètres sous le niveau de la mer, précise Ellyn Enderlin, glaciologue à l'université d'État de Boise, également non impliquée dans l'étude. Ce rythme de fonte des glaces sous-marines supérieur aux prévisions nous indique que les « glaciers sont bien plus sensibles aux changements océaniques que nous ne l'avions imaginé. » Comprendre les processus de fonte et calculer le volume de glace fondue est crucial pour anticiper la hausse du niveau des océans.

« Nous sommes juste surexcités d'avoir réussi à le faire, » jubile l'auteur principal de l'étude David Sutherland, océanographe à l'université d'État de l'Oregon. « Nous n'étions pas sûrs à 100 % que ça allait marcher. »

La surveillance au long terme de certains glaciers peut donner aux chercheurs, et aux étudiants, une idée de la fonte induite par le changement climatique. Les étudiants de la Petersburg High School non loin LeConte Bay en Alaska ont commencé à recueillir des données sur la position du front de vêlage du glacier LeConte en 1983. Il y a quelques années, leur signalement du recul de ce glacier avait alerté les scientifiques de l'université de l'Alaska du Sud-Est et les avait incités à s'intéresser plus en profondeur à son processus de fonte.

MESURE DE LA FONTE

Le glacier LeConte était un cas d'étude idéal en raison de sa facilité d'accès pour un glacier de marée, indique Sutherland. De par son environnement complexe, le projet nécessitait un grand nombre de lignes de données ; les équipes d'océanographes et de glaciologues ont donc dû procéder simultanément à la collecte des données sur le glacier.

Le calcul du rythme de fonte d'un glacier requiert plus de finesse que la mesure de la fonte d'un glaçon dans un verre d'eau. Pour un glacier, il faut connaître la vitesse de déplacement de la glace à travers le fjord et distinguer le volume de fonte du volume de vêlage, c'est à dire les pans de glace qui se détachent pour former des icebergs.

La procédure était « plutôt simple dans ma tête et paraissait logique en théorie, » se souvient Sutherland en riant. Toutefois, naviguer en bateau dans le fjord où le glacier LeConte se jette dans la mer peut s'avérer délicat… les bons jours. Les scientifiques ont ainsi passé plusieurs semaines à bord du bateau à travailler 24 h par jour en se relayant par quarts de 12 h.

Le fjord était entouré de crêtes où gambadaient des chèvres des montagnes, il était également fréquenté par des baleines et de nombreux oiseaux marins y plongeaient en piqué pour attraper leur proie. « Si l'on exclut le mauvais temps…c'était un lieu de travail somptueux, » raconte Sutherland.

Du haut des 24 m du MV Stellar, les océanographes effectuaient leur prospection sous-marine au sonar, comme ceux utilisés pour mesurer la profondeur des océans. Cependant, au lieu d'orienter le sonar vers le plancher océanique, ils le dirigeaient vers le glacier afin d'obtenir un rendu 3D de la partie sous-marine du front glaciaire.

Les océanographes devaient ensuite connaître la vitesse de déplacement du sonar à travers les eaux du fjord afin de procéder à des calculs précis. Par ailleurs, d'autres mesures de base des propriétés de l'eau étaient nécessaires, comme la salinité ou la température, explique Sutherland. Suspendre le long du bateau des instruments au prix exorbitant nous rendait parfois un peu nerveux.

Les scientifiques ont réitéré leurs observations pendant deux étés et ont ainsi pu obtenir de nombreuses numérisations.

« Scanner l'intégralité d'un front glaciaire plusieurs fois au cours de l'été n'est pas une tâche facile, » fait remarquer Eric Rignot, glaciologue à l'université de Californie à Irvine, non impliqué dans l'étude.

S'il y a trop de glace devant le glacier, alors « le bateau ne peut pas se frayer un chemin, » explique Rignot. Parfois, le bateau était contraint de s'éloigner du front glaciaire pendant que les scientifiques croisaient les doigts pour que l'équipement ne soit pas trop maltraité ou finisse par tomber à l'eau.

Parallèlement, une équipe de glaciologues était postée sur une crête surplombant le glacier. Elle surveillait un instrument radar fragile destiné à  mesurer le mouvement naturel du glacier. Des caméras time-lapse étaient utilisées pour mesurer le flux du glacier et la vitesse d'avancement de la glace sur l'océan, détaille Jason Amundson, glaciologue et coauteur de l'étude rattaché à l'université de l'Alaska du Sud-Est.

La glace de glacier accélère à mesure qu'elle approche du front glaciaire où elle tombe dans l'océan, explique Moon. Elle compare le mouvement de la glace au dentifrice que l'on pousse hors d'un tube : lorsque le dentifrice arrive en sortie de tube, il n'y a plus d'autre dentifrice pour ralentir sa progression, il avance donc plus rapidement. À proximité du front glaciaire, la glace peut atteindre une vitesse de 23 m par jour, cette donnée est essentielle au calcul du rythme de fonte.

À partir des différents ensembles de données, les chercheurs ont pu calculer un rythme global de fonte pour la partie submergée du glacier et leur résultat était supérieur de deux ordres de grandeur aux prévisions. Selon Rignot, l'un des modèles théoriques utilisé depuis 20 à 30 ans était réputé être une version simplifiée au fonctionnement imparfait.

Plusieurs processus de fonte entrent en jeu au niveau des glaciers de marée, c'est pourquoi les scientifiques ont opté pour une approche sous différents angles. Si l'on s'en tient à un gros morceau de glace flottant dans une baignoire sans aucune autre variable, sa fonte s'effectuera à une vitesse stable.

Lorsqu'une masse d'eau douce provenant de la fonte en surface pénètre dans le fjord, elle le fait à proximité du front glaciaire. Moins dense, l'eau douce reste en surface et participe à l'érosion du front glaciaire.

Ensuite, il faut prendre en compte la fonte sous-marine qui s'effectue là où l'océan touche la surface du glacier. Ce qui est très intéressant avec cette nouvelle méthode, nous informe Sutherland, c'est la possibilité de localiser précisément la zone de fonte la plus intense.

« Une grande partie de la glace poussée vers l'océan fond à l'endroit même où elle entre en contact avec l'eau… le glacier perd donc en réalité une masse énorme suite à cette fonte, » rapporte Enderlin.

« Un pourcentage assez élevé de la glace déversée dans l'océan fond directement au contact de ces eaux à la température plus élevée, » ajoute Amundson.

Selon leurs calculs, la vitesse de fonte sous-marine du glacier atteindrait les 1,50 m par jour en mai et près de 4,80 m par jour en août. Plus tard dans la saison, les eaux plus chaudes augmentent la fonte sous-marine. Avec une température avoisinant généralement les 6 °C, les eaux de LeConte Bay sont chaudes par rapport à la glace et même par rapport aux autres fjords de la planète.

QU'EN EST-IL DES AUTRES GLACIERS ?

Le succès de la nouvelle méthode « ouvre la voie aux chercheurs qui pourront la reproduire dans le monde entier, » déclare Sutherland. Plus particulièrement, les renseignements fournis par les recherches menées sur le glacier LeConte en Alaska pourraient être utilisés pour étudier des glaciers au Groenland ou en Antarctique. « La fonte sous-marine peut avoir de l'importance partout, » ajoute Enderlin.

Sur les 100 000 glaciers que compte l'Alaska, seuls 50 sont des glaciers de marée et ils sont parmi les plus imposants. Ces « glaciers peuvent être amenés à changer bien plus rapidement que les glaciers de vallée précisément en raison des processus à l'œuvre là où le glacier se jette dans l'océan, » souligne Amundson.

Le Groenland, que l'on peut considérer comme une gigantesque calotte glaciaire, dispose d'environ de 200 glaciers émissaires mais l'eau y est bien plus froide comparée à celle de LeConte Bay.

Les glaciers de l'Alaska enregistrent principalement une fonte de surface étant donné que très peu d'entre eux entrent en contact avec l'océan, explique Rignot. En revanche, au Groenland, on observe à la fois une fonte en surface et une fonte des glaciers de marée. Enfin, en Antarctique, seule la glace sous-marine fond, il est donc primordial de comprendre également les processus qui interviennent en dehors de l'Alaska.

Si vous faites monter le thermostat climatique, illustre Suthernland, comme c'est le cas avec le changement climatique, alors les températures de l'air et de l'eau augmenteront, ce qui ne manquera pas d'accélérer la fonte. Ce phénomène peut toutefois s'avérer difficile à distinguer de la fonte naturelle.

« Ces observations montrent plutôt clairement que nous sommes passés à côté de certains éléments, » observe Moon. « C'est un réel appel à l'action, » pour mieux comprendre comment fonctionnent ces systèmes.

Fort heureusement, les scientifiques ont du temps devant eux pour se pencher sur la question.

« Ces glaciers ne disparaissent pas si vite que ça… ils seront toujours là dans les décennies à venir, » conclut Sutherland.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.