Notre planète nous réserve encore des surprises. Pour preuve, un canyon long de 750 km et par endroit profond de 800 m vient d’être découvert grâce à des images radar aériennes. Il se trouve au Groenland, sous la calotte glaciaire, où il drainerait l’eau pouvant lubrifier le mouvement de la glace.

Nous pourrions croire que notre planète a été entièrement explorée et cartographiée, notamment grâce aux satellites, mais il n’en est rien. Un bel exemple vient de nous être livré dans la revue Science et nous vient du Groenland, où la calotte glaciaire ne repose pas sur un sol relativement plat, comme on l’a longtemps cru. En effet, un canyon vient d’y être découvert, et il n’a rien à envier à celui creusé par le Colorado dans le nord-ouest de l’Arizona, aux États-Unis. Pour rappel, le Grand Canyon mesure 450 km de long, avec une profondeur maximale avoisinant 1.600 m.

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Pour réaliser cette découverte, les chercheurs menés par Jonathan Bamber de l’université de Bristol (Royaume-Uni) ont exploité des milliers de clichés radar récoltés durant plusieurs décennies. Ils ont été pris lors de campagnes scientifiques aériennes organisées par des institutions britanniques, allemandes ou américaines.

Concrètement, le canyon s’étend du centre au nord-ouest de l’île, où il débouche dans le fjord abritant le glacier Petermann, à l’est du détroit de Nares. Il mesure donc 750 km de long, soit 300 km de plus que le Grand Canyon, affichant en revanche une profondeur maximale plus faible mais tout de même de 800 m. Selon toute vraisemblance, il s’est formé avant l’arrivée de la glace, voici plus de 4,1 millions d’années, et composait alors une part importante du réseau hydrologique groenlandais, puisqu’une rivière y coulait probablement.

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De nombreuses images exploitées pour cartographier le sol groenlandais ont été fournies par la Nasa. Elles ont été récoltées durant les opérations IceBridge, menées de 2009 à 2012 (le programme doit se poursuivre jusqu’en 2016), notamment au moyen d’un Multichannel Coherent Radar Depth Sounder. Cet appareil émet des ondes pouvant traverser la glace, puis rebondir sur ses soubassements et donc remonter vers la surface. Le temps pris pour faire l’aller-retour trahit alors l’épaisseur de la calotte en un point donné, et donc la profondeur du sol sur lequel elle repose.

Selon les scientifiques, cette découverte aurait plusieurs implications. Par exemple, la présence du canyon expliquerait l’absence de lac sous-glaciaire sous la calotte groenlandaise, à l’inverse de ce qui s’observe en Antarctique. Une fois parvenue sur le sol rocheux, l’eau provenant de la fonte des glaciers profiterait tout simplement du relief pour s’écouler vers l’océan Arctique. Puisqu’elle ne peut s’accumuler nulle part, aucun lac ne se forme.

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La dynamique de l'inlandsis est également impactée par la configuration topographique observée. Puisque l’eau fondue est drainée par un ancien réseau hydrologique, elle ne lubrifie pas le mouvement des glaces (à l'interface avec le sol), ce qui limite leur déplacement. Ce détail est important à l’heure où l’on essaie de comprendre et de prévoir avec précision les conséquences aux plus hautes latitudes du réchauffement climatique en cours.


FUTURA SCIENCES 1/9/2013

Sur des milliers de kilomètres, de l’eau liquide circule entre les cristaux de glace de la calotte glaciaire du Groenland. Un gigantesque aquifère a été décelé, où le milieu poreux est un névé permanent. Si aujourd’hui on se sait comment ce réservoir s’est formé, il joue un grand rôle dans l’équation de fonte de l’inlandsis.

Une immense nappe souterraine d’eau liquide a été identifiée dans l’inlandsis du Groenland. Les réservoirs d’eau douce sur nos terres sont des aquifères, des formations géologiques où la roche est poreuse et laisse circuler librement l’eau. Certaines de ces nappes sont renouvelables, alimentées par nos rivières, ou divers cours d’eau. Récemment, des nappes phréatiques non renouvelables ont été découvertes sous les océans, emprisonnées lors de la montée des eaux. Mais l’aquifère identifié au Groenland est tout à fait surprenant, l’eau circule librement dans un immense névé permanent.

L’eau de l'aquifère du névé permanent, identifié au Groenland, s’écoule du carottage extrait à plus de 10 m de profondeur. Le forage a été réalisé en avril, avec des températures de l'air -15 °C. Cela confirme que l'eau a été retenue en profondeur tout au long de l'hiver. YouTube, University of Utah

Située dans le sud-est de la calotte du Groenland, cette nappe d’eau douce liquide couvre près de 70.000 km2 de surface. L’eau de l'aquifère ne gèle pas de l’année, elle circule librement entre les couches de neige et de glace du névé éternel. Un tel réservoir diffère donc d’un lac sous-glaciaire, où l’eau est stockée dans une lame d’air, entre la couche de glace et les roches basales de la calotte. Dans l’aquifère, identifié par l’équipe du géographe Richard Forster, l’eau occupe les espaces d’air existants entre les particules de glace. C’est un peu comme dans les grazinados, ces boissons où du jus de citron circule entre des morceaux de glace pilée.

Comprendre la capacité de cet aquifère à stocker l’eau, d’une année sur l’autre, est essentiel car c’est l’une des données manquantes dans l’équation de fonte de la calotte du Groenland. Si toute la glace venait à disparaître, le niveau moyen de l’océan s’élèverait de plus de six mètres. Actuellement, on en est encore loin, mais la dynamique de l’inlandsis est à surveiller. Dans son cinquième rapport, le Giec rappelle que la fonte de la calotte groenlandaise s’est accélérée. Elle atteignait 34 Gt d’eau par an entre 1992-2001, contre 215 Gt/an entre 2002-2011 (l’indice de confiance pour ces valeurs est compris entre 99 et 100 %).

Jusqu’à présent, les modèles de prévision climatique ne prenaient pas en compte, dans les calculs du changement de masse de la calotte groenlandaise, les mécanismes de stockage de l’eau liquide dans les névés. Les calculs préconisent que l’écoulement de l’eau de fonte se dirige vers les rivières ou les lacs en surface, et les courants sous-glaciaires en profondeur. Cette nouvelle découverte apporte donc des précisions supplémentaires sur les mouvements de l’eau dans l’équation bilan de fonte de la calotte.

 Cette plateforme de forage a été utilisée pour extraire des carottes de névé au sein de l'aquifère du Groenland. Evan Burgess, University of Utah


Les résultats de cette étude, publiés dans la revue Nature Geoscience, font état de plus de deux ans d’étude d’une région du sud-est du Groenland très caractéristique. Elle ne couvre que 14 % du quart sud-est de l’inlandsis mais reçoit près de 32 % de la totalité des précipitations neigeuses annuelles. L’équipe de Richard Forster a d’abord étudié, en 2010, la zone à partir de données radars (effectuées au sol et par avion) de la Nasa. Ils ont ensuite réalisé trois forages pour analyser la glace. L’année suivante, l’équipe s’est rendue aux mêmes endroits, mais ont foré à plus basse altitude. Sur les quatre nouveaux forages, deux étaient liquides. L’eau a été décelée à 10 et 25 m de profondeur.

Pour l’heure, l’impact de cet aquifère est inconnu. Il conserve l’eau de fonte et pourrait donc par là aider à ralentir les effets du changement climatique. Mais il peut aussi avoir l'effet inverse. La circulation de l’eau liquide entre les cristaux de glace peut agir comme lubrifiant, amplifier le déplacement de la glace vers les océans et donc exacerber le vêlage. Cette découverte conserve encore donc bien des mystères.

F-S 30 déc.2013

Une nouvelle étude à laquelle l'université de Zurich a pris part montre que la calotte glaciaire du Groenland ne peut pas stocker autant d'eau que ne le pensaient les scientifiques. Le changement climatique modifie la structure de la calotte glaciaire.

L'étude menée par des chercheurs du Danemark, des Etats-Unis et de l'Université de Zurich sur la calotte glaciaire du Groenland rapporte des découvertes étonnantes, a communiqué l'université de Zurich. Les résultats ont été publiés dans le journal scientifique "Nature Climate Change" ^{(article payant en anglais)}.

 Carte illustrant les sites des carottes prélevées sur le névé et le radar principal transect. Les carottes prélevées au sein lors de l'étude sont en bleu. Les noyaux existants sont en orange. Les stations météorologiques automatiques sont indiquées en vert. En arrière-plan une image panchromatique Landsat 7 du 16 Juillet 2012, avec la permission de l'USGS / NASA. Horst Machguth, Mike MacFerrin, Ellen Mosley-Thompson & all. Nature Climate Change

Les scientifiques ont analysé le névé, une couche poreuse de neige compactée. Il se forme sous la surface de la calotte glaciaire et, avec le temps, se transforme en glace. Cette couche peut atteindre jusqu'à 80 mètres d'épaisseur. Elle retiendrait entre 30 et 40% de l'eau de fonte qui s'infiltre dans la calotte, limitant la perte de masse du Groenland.




Mais "nos recherches ont montré que le névé réagit rapidement au changement climatique", a indiqué Horst Machguth de l'Université de Zurich. Les chercheurs ont constaté que le névé absorbait moins d'eau de fonte que ce qu'ils pensaient. Celle-ci s'écoule directement vers les océans au lieu de se mélanger au névé et de se transformer en glace.

Des études précédentes ont montré que le névé fonctionnait comme une éponge. Il absorbe l'eau de fonte qui s'infiltre de la surface en formant des lentilles de glace.

 Stratigraphie des neuf principaux noyaux du névé forés de la fin Avril à la mi-mai 2013. Lentilles de glace sont en bleu.  La densité à 10  cm de résolution est en noir. La ligne verticale pointillée Indique la densité de la glace pure (917  kg  m -3)... Horst Machguth, Mike MacFerrin, Ellen Mosley-Thompson & all. Nature Climate Change

L'été 2015 était particulièrement chaud au Groenland et la fonte importante[/b]. Les chercheurs autour de M. Machguth ont voulu savoir comment se comportait le névé avec le changement climatique. Ils ont réalisé des forages jusqu'à 20 mètres de profondeur sur des emplacements où d'autres prélèvements avaient été faits il y a quinze à vingt ans.

En comparant les anciennes et les nouvelles carottes, les chercheurs ont constaté que les fontes des dernières années avaient réellement modifié la structure du névé. Les changements observés entre 2012 et 2015 ont surpris les scientifiques.

Dans les zones de basse altitude, suite à la fonte record de 2012, les lentilles de glace se sont agglomérées pour former une couche de glace épaisse de plusieurs kilomètres. Cette couche de glace repose comme un couvercle sur le névé poreux.

  Les changements dans la densité du névé de 1997 ou 1998 (réf.  16) à 2013 ou ici à 2015. Les densités mesurées sont notées avec des lignes bleues (1997 ou 1998) et vert (2013 ou 2015). Le le changement de densité du névé est Indiqué par les lignes noires. Horst Machguth, Mike MacFerrin, Ellen Mosley-Thompson & all. Nature Climate Change

[b]L'eau ne peut en conséquence plus s'infiltrer dans la couche poreuse. [/b]Elle forme des rivières à la surface et s'écoule vers les bords de la calotte glaciaire. [b]Ce phénomène pourrait intensifier la perte de masse de la calotte, craignent les scientifiques.

On peut suivre cette couche de glace sur plusieurs dizaines de kilomètres grâce à un radar, indique l'université de Zurich. [/b]Mais son étendue totale est inconnue actuellement. Les chercheurs ne peuvent pas encore estimer dans quelle proportion ce couvercle glacé contribue à la perte de la masse de la calotte.

Un effet similaire a déjà été observé avec le névé de l'arctique Canadien. Cela laisse penser que le phénomène pourrait être plus répandu.



Romandie 5/1/2015