Cet article de blog examine en détail comment les températures élevées de la mer et les courants océaniques dans la région de l'Antarctique occidental concentrent l'eau chaude sous les petites plateformes de glace, accélérant la fonte, et ce que ce phénomène signifie pour les changements des plateformes de glace dans tout l'Antarctique.
Le continent antarctique renferme une quantité colossale de glace, suffisante pour faire monter le niveau des mers d'environ 57 mètres si elle fondait entièrement. Parmi cette glace, les plateformes de glace désignent des structures où l'immense calotte glaciaire, épaisse de plusieurs kilomètres, se déplace vers la côte sous l'effet de la gravité, une partie s'étendant sur les terres émergées et l'autre flottant sur l'océan. Environ 75 % du littoral antarctique est recouvert de ces plateformes de glace, dont l'épaisseur varie de 100 à 1 000 mètres selon les régions. L'évolution de la masse des plateformes de glace au fil du temps est étroitement liée au réchauffement climatique et constitue un élément clé de la recherche sur le changement climatique. Parmi les facteurs de fonte des plateformes de glace, la quantité de glace qui se détache sous forme d'icebergs est relativement bien documentée. Cependant, les données sur la quantité de glace qui fond et disparaît sous la plateforme de glace sous l'influence des eaux chaudes sont restées longtemps rares, car cette face est extrêmement difficile d'accès. Récemment, des changements dans les régimes de vents autour de l'Antarctique ont permis à des eaux profondes plus chaudes de pénétrer sous les plateformes de glace, ce qui accroît la nécessité de mesures précises de ce processus. La fonte à la base des plateformes de glace a un impact direct sur l'élévation du niveau de la mer autour de l'Antarctique.
La masse totale d'une plateforme de glace est déterminée par quatre facteurs. Premièrement, l'apport de glace provenant des terres émergées et contribuant à sa formation est un facteur clé de son augmentation de masse. Deuxièmement, la quantité de neige qui s'accumule à la surface de la plateforme contribue également à sa croissance. Inversement, la quantité de glace qui se détache sous forme d'icebergs et dérive vers l'océan réduit la masse de la plateforme. De même, la fonte de la glace à la base de la plateforme, sous l'influence des eaux chaudes de la mer, contribue également à son amincissement. La variation totale de la masse de la plateforme de glace est calculée en fonction de l'interaction de ces quatre facteurs. Ce n'est que récemment, grâce à l'accumulation de données satellitaires, qu'il est devenu possible d'analyser ces éléments avec précision.
L'apport de glace provenant des terres pour former la barrière de glace est calculé en mesurant la vitesse d'écoulement et l'épaisseur de la glace à la limite où la barrière de glace rencontre la terre. La vitesse d'écoulement peut être calculée avec une précision centimétrique en comparant deux images radar prises par satellite à intervalles réguliers. L'épaisseur de la glace est calculée en mesurant sa hauteur à la surface de l'eau à l'aide d'altimètres satellitaires, puis en tenant compte de la poussée d'Archimède due à la différence de densité entre la glace et l'eau de mer.
La quantité de neige s'accumulant sur la barrière de glace est calculée en combinant les carottes de glace prélevées par forage avec des modèles de prévision climatique, ce qui permet d'obtenir une précision relativement élevée. La quantité de glace perdue sous forme d'icebergs peut être mesurée à partir de la surface et de l'épaisseur de ces derniers. Cependant, en pratique, leur suivi est complexe car les icebergs se déplacent rapidement et fondent vite dans l'eau de mer, rendant toute quantification précise difficile. Par conséquent, afin de garantir une fiabilité à long terme, les chercheurs calculent indirectement la perte de masse due au vêlage des icebergs en mesurant la vitesse et l'épaisseur de la glace sur une ligne de référence située à plusieurs kilomètres à l'intérieur des terres, depuis le bord de la barrière de glace. Les variations de la surface et de l'épaisseur totales de la barrière de glace permettent de déterminer l'augmentation ou la diminution totale de sa masse, ce qui permet également d'estimer la quantité de glace fondant et disparaissant à la base de la barrière.
Les résultats des recherches indiquent que la quantité de glace apportée par la terre à l'ensemble de la banquise antarctique sur une année était d'environ 2 049 milliards de tonnes, tandis que la neige accumulée à sa surface atteignait environ 444 milliards de tonnes. À l'inverse, la perte de glace due au détachement des icebergs s'élevait à environ 1 321 milliards de tonnes, et celle due à la fonte à la base de la banquise, sous l'influence des eaux chaudes de la mer, à environ 1 454 milliards de tonnes. Au final, l'ensemble du système de la banquise antarctique a subi une perte de masse annuelle d'environ 282 milliards de tonnes. Parmi ces pertes, la fonte à la base de la banquise représentait en moyenne 52 %, mais présentait d'importantes variations régionales, allant de 10 % à 90 %.
Une analyse divisant les eaux antarctiques en quatre zones selon la longitude a révélé que, dans les petites plateformes de glace comme la plateforme de glace de Pine Island et la plateforme de glace de Croz, dans l'Antarctique occidental, la fonte à la base de la glace représentait en moyenne 74 %. En revanche, dans les autres régions, ce pourcentage se situait généralement autour de 40 %. Notamment, les plateformes de glace de Filchner-Ronne (s'étendant sur l'Antarctique nord et sud-ouest) et de Ross (Antarctique sud), qui produisent ensemble environ un tiers des icebergs antarctiques, présentaient une très faible proportion de fonte à la base, de l'ordre de 17 %.
Les dix plus grandes plateformes de glace, qui couvrent 91 % de la superficie totale des plateformes de glace de l'Antarctique, ne représentent qu'environ la moitié du volume total de fonte de la base des plateformes de glace antarctiques. L'autre moitié se produit sur les petites plateformes de glace, qui ne couvrent que 9 % de la superficie totale. Ce phénomène s'explique par la concentration des petites plateformes de glace dans les eaux relativement plus chaudes de la mer Antarctique occidentale. Par conséquent, l'approche utilisée dans les études précédentes – qui consistait à extrapoler proportionnellement à la superficie des données centrées sur les grandes plateformes de glace – a probablement surestimé de manière significative le volume total de fonte de la base des plateformes de glace de l'Antarctique.
L'analyse du volume de fonte par unité de surface des plateformes de glace a révélé une moyenne annuelle d'environ 0.81 mètre pour l'Antarctique. Toutefois, des variations régionales importantes ont été observées, allant de 0.07 mètre à un maximum de 15.96 mètres. Les petites plateformes de glace de l'Antarctique occidental ont présenté des taux de fonte très élevés, tandis que les grandes plateformes de glace d'autres régions ont affiché des taux relativement faibles. Ces différences résultent de l'interaction complexe entre la topographie sous-jacente aux plateformes de glace et la structure de température de l'eau de mer. La fonte est particulièrement intense sous les plateformes de glace proches des côtes, tandis que le gel de l'eau de mer augmente avec la distance aux côtes. Ces résultats confirment que la fonte sous-glaciaire des plateformes de glace antarctiques varie considérablement en fonction des conditions locales et du milieu marin, et qu'elle a un impact crucial sur l'élévation du niveau de la mer et le système climatique.
