Mercredi l 10-05-2017
D'imposants reliefs découverts sous la calotte Antarctique

Les paysages de Scandinavie et d'Amérique du Nord sont marqués par d'anciens systèmes hydrologiques formés sous les calottes de glace qui recouvraient ces régions. Ces reliefs n'avaient jusqu'à aujourd'hui jamais été observés sous une calotte contemporaine, parce que la glace – épaisse de plusieurs kilomètres – rend leur observation très difficile.


Une équipe de scientifiques de l'Université libre de Bruxelles (ULB, Belgique) et de l'Académie bavaroise des sciences (Allemagne) ont découvert un système hydrologique actif de chenaux et de crêtes sédimentaires sous la calotte Antarctique. Leur étude, publiée en Nature Communications, montre que ces reliefs sous-glaciaires sont cinq fois plus grands que les vestiges observés actuellement dans les paysages déglacés de l'hémisphère nord. Les crêtes sédimentaires découvertes façonnent la glace sur des centaines de kilomètre en aval car elles amincissent la glace à la base de la calotte. Leur étude est importante pour la stabilité des plateformes de glace car, comme de nombreuses études l'ont montré, l'amincissement des plateformes de glaces affecte la stabilité de la calotte Antarctique.

Lorsqu'un système hydrologique se met en place à la base d'une calotte de glace, des chenaux sous-glaciaires se forment pour évacuer l'eau de fonte vers l'océan. La hauteur de ces chenaux s'élève général à quelques mètres. De nouvelles observations géophysiques menée par le laboratoire de glaciologie de l'ULB montrent que ces chenaux s'élargissent de plus en plus à l'approche de l'océan. Ils ont mis au point un nouveau modèle mathématique pour expliquer leur découverte : les chenaux s'élargissent parce que la pression de la glace qui les recouvre disparaît lorsque la glace se met à flotter sur l'océan.

Alors que ces chenaux s'élargissent de plus en plus, la vitesse d'écoulement de l'eau qu'ils contiennent diminue à son tour, forçant ainsi les sédiments en suspension à se déposer à la sortie des chenaux. Maintenu sur plusieurs milliers d'années, ce processus construit d'énormes crêtes sédimentaires – d'une hauteur comparable à la tour Eiffel – en dessous de la glace.
La sédimentation active dans les chenaux sous-glaciaires semble contrôler la formation des « Eskers » qui sont des crêtes sédimentaires, communément observées dans les paysages aujourd'hui déglacés. Les eskers que l'on observe de nos jours sont néanmoins 5 fois moins élevés que ceux qui viennent d'être découverts en Antarctique.

Des chenaux géants capables d'entailler la glace par en dessous

En évoluant, les crêtes sédimentaires entaillent la glace qui s'écoule par-dessus. Ces entailles se déplacent ensuite avec la glace et deviendront plus tard des «sillons» dans les plateformes de glace flottante. La glace au niveau de ces sillons est jusqu'à deux fois plus fine que dans ses alentours, rendant ceux-ci potentiellement très vulnérables à la fonte océanique.

Les chercheurs pensaient auparavant que les sillons de plateformes de glace étaient exclusivement creusés au contact de l'océan mais il semble désormais clair que d'autres facteurs rentrent en jeu.

« Notre étude montre que les sillons dans les plateformes de glace sont déjà initiés sur le continent, et que leur taille dépend fortement des processus de sédimentation qui ont lieu des centaines, voire des milliers d'années auparavant », explique Reinhard Drews, le principal auteur de l'étude.

Ce nouveau lien entre système hydrologique sous-glaciaire, sédimentation active et stabilité des plateformes de glace ouvre la voie à une nouvelle compréhension des mécanismes en jeu sous la calotte Antarctique; et nous aide également à mieux reconstituer l'étendue des calottes de l'hémisphère nord au cours des dernières périodes glaciaires.

Actively evolving subglacial conduits and eskers initiate ice shelf channels at an Antarctic grounding line

R. Drews, F. Pattyn, I. J. Hewitt, F. S. L. Ng, S. Berger, K. Matsuoka, V. Helm, N. Bergeot, L. Favier & N. Neckel