L'eau chaude s'infiltre sous le glacier Thwaites - et le fait fondre rapidement

En Antarctique, l'océan chaud attaque sournoisement un important glacier par une voie jusque-là inconnue - sapant sa fondation quotidiennement.

À chaque montée de la marée, la terminaison côtière du glacier Thwaites du continent sud est légèrement soulevée du fond marin, et de l'eau salée et chaude s'infiltre en dessous, révèlent les mesures par satellite. Cette afflux d'eau de mer s'infiltre sur plusieurs kilomètres à l'intérieur des terres en faisant fondre la glace par le dessous. L'eau de fonte et l'eau de mer sont ensuite évacuées lorsque la marée descend, rapportent des chercheurs le 20 mai dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Cela va grandement accélérer le retrait" de la glace à certains endroits, dit Theodore Scambos, un glaciologue de l'Université du Colorado Boulder qui n'a pas participé à l'étude.

La calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Ouest, où se trouve le glacier Thwaites, est une forteresse assiégée par les ennemis. Ce dôme de glace de la taille de l'Alaska se trouve dans un bassin océanique en forme de cuvette. Les bords de la calotte glaciaire, où elle se soulève du fond marin, sont constamment attaqués par des courants océaniques chauds, denses et salés qui se déversent sur le fond marin comme des armées envahissantes.

L'assaut thermique est particulièrement féroce le long de la section de la côte où Thwaites, un couloir de glace en mouvement rapide de 120 kilomètres de large, se jette dans l'océan. Thwaites perd actuellement 75 milliards de tonnes de glace par an - soit environ la moitié de toute la glace perdue en Antarctique.

Le glacier Thwaites et une grande partie de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Ouest reposent sur un lit de gravier situé à plusieurs centaines de mètres sous le niveau de la mer - ce qui rend la glace vulnérable aux courants océaniques chauds et salés qui s'accrochent au fond marin. Thwaites est particulièrement vulnérable car certaines parties de sa zone d'ancrage (où elle se soulève de son lit et flotte sur l'océan) se trouvent à 1 kilomètre sous le niveau de la mer, l'exposant ainsi à l'eau la plus chaude.

Une grande partie de cette perte provient de la fonte et du recul de la ligne d'ancrage du glacier, où sa paroi externe repose sur le fond marin. À mesure que la ligne d'ancrage de Thwaites recule, elle réduit la friction au lit du glacier. Cela permet au glacier de glisser et de déverser sa glace dans l'océan plus rapidement, contribuant à l'élévation du niveau de la mer, dit Eric Rignot, un glaciologue de l'Université de Californie, Irvine.

Pendant deux décennies, Rignot a utilisé des mesures sporadiques de radar par satellite pour surveiller la ligne d'ancrage de Thwaites, qui recule actuellement d'environ un demi-kilomètre par an. Mais en 2023, lui et ses collègues ont utilisé un nouvel ensemble de satellites, appelé ICEYE, pour capturer ces mesures trois fois par jour.

Ces mesures plus fréquentes ont révélé "de grandes surprises", dit Rignot. "Nous voyons une dynamique que nous n'avions jamais vue auparavant."

À chaque marée haute, une fine couche d'eau de mer de 10 à 70 centimètres d'épaisseur s'infiltre sous le bord de la calotte glaciaire et migre de six à douze kilomètres à l'intérieur des terres. Les chercheurs ont pu détecter cela parce que le radar satellite montrait la surface supérieure de la glace qui montait et descendait à mesure que l'eau se déplaçait en dessous. Sur l'ensemble du glacier, cela représente 200 millions de mètres cubes d'eau de mer qui entrent et sortent chaque jour - soit environ 400 fois le volume du plus grand type de pétrolier au monde.

Cette eau de mer est à peine 3,6 degrés Celsius au-dessus du point de fusion de la glace - mais elle a un effet surprenant. "La glace du glacier déteste le sel" parce qu'il accélère la fonte, dit Rignot.

Son équipe estime que pendant les intrusions, cette eau injecte 150 millions de kilowatts de puissance thermique dans la glace, ce qui est similaire à la production de chaleur de 10 millions de fours de cuisine. Ils estiment que cela pourrait faire fondre 20 mètres au bas de la glace chaque année - soit à peu près la hauteur d'un immeuble de cinq étages.

Rignot a remarqué que l'eau de mer s'infiltre de manière irrégulière, se précipitant loin à l'intérieur des terres à certains endroits mais pas à d'autres. Pour expliquer cela, il a fait appel à Christine Dow, une glaciologue de l'Université de Waterloo au Canada qui a cartographié plusieurs rivières d'eau douce sous-glaciaires qui s'écoulent de sous le glacier Thwaites et se déversent dans l'océan.

Dow a découvert que l'eau de mer migre de préférence sous la glace dans les vastes zones entre les rivières, où elle peut s'écouler sur un terrain plat ou en pente, et où la glace se soulève le plus facilement en raison des différences de pression.

Ce type d'invasion d'eau salée pourrait doubler le taux global de perte de glace dans certains glaciers, selon des simulations récentes. Les nouveaux résultats pourraient expliquer pourquoi les lignes d'ancrage de deux glaciers voisins, Pope et Smith, ont reculé de deux à quatre kilomètres en une seule année.

Cette intrusion de la marée est "un phénomène que nous ne savions tout simplement pas chercher", dit Dow. "Je soupçonne qu'il est très répandu." Scambos note qu'il sera important d'inclure ce nouveau phénomène dans les simulations informatiques qui prédisent les futures pertes de glace et l'élévation du niveau de la mer. "Je suis vraiment intéressé de voir comment cela va affecter les taux de retrait."