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Une nouvelle carte détaillée de la calotte glaciaire en dessous du Groenland montre que l’activité géothermique est responsable de la fonte des glaciers

Credits: NASA's Scientific Visualization Studio; Blue Marble data courtesy of Reto Stockli (NASA Goddard)

Le bruit créé par les mouvements terrestres a été utilisé pour dresser un tableau détaillé des conditions géologiques sous l’inlandsis groenlandais et de leur impact sur l’écoulement des glaciers, dans le cadre d’une nouvelle recherche menée par l’université de Swansea.

L’équipe a étudié les ondes de Rayleigh – des ondes sismiques générées par des mouvements tels que les tremblements de terre – pour produire des images à haute résolution des roches situées sous l’inlandsis, ce qui a permis d’identifier les zones les plus susceptibles de subir une accélération de l’écoulement de la glace.

La calotte glaciaire du Groenland est le deuxième plus grand réservoir d’eau douce sur Terre. Cependant, le taux de perte de la masse de glace de la calotte glaciaire a été multiplié par six depuis 1991, ce qui explique environ 10 % de l’augmentation récente du niveau des mers.

Les conditions géologiques du sol sous une calotte glaciaire ou un glacier jouent un rôle clé dans la détermination de l’écoulement de la glace. Parmi les facteurs clés, citons : la composition des couches de roche, la température de la croûte terrestre sous-jacente et la quantité d’eau présente sous forme liquide entre la roche et la glace, qui agit comme un lubrifiant, provoquant ce qu’on appelle le « glissement basal » et accélérant l’écoulement de la glace.

Fonte des glaces vs flux géothermique de la calotte glaciaire du Groenland. Les zones rouges sur le lien de la carte (plus de fonte des glaces) sont en corrélation avec les zones jaunes sur la carte de droite (plus de chaleur géothermique). Helm et al., 2014 ; jones et al. 2021. credit Nature

Le problème, cependant, est de savoir comment évaluer ce qui se passe dans les profondeurs du sous-sol, étant donné l’éloignement du Groenland et le fait que le sol est recouvert de glace d’une épaisseur d’environ 2,5 kilomètres.

En 2009, un réseau permanent de stations de surveillance sismique a été installé à travers le Groenland, qui a été utilisé dans des recherches antérieures. Toutefois, ces études n’ont offert qu’un aperçu limité des contrôles géologiques de la calotte glaciaire.

C’est là qu’interviennent les nouvelles recherches. L’équipe a pu cartographier ce qui se passe jusqu’à 5 kilomètres de profondeur en mesurant les ondes de Rayleigh extraites du bruit de la Terre. Ces ondes sismiques se déplacent le long de la surface de la Terre et sont sensibles aux variations des propriétés de la Terre.

une vitesse plus lente des ondes sismiques souterraines est associée à des zones plus chaudes. a) Vitesse de l’onde de Rayleigh à 4 km sous la glace, mesurée à différentes stations sismiques ; le rouge est plus lent. credit Nature

En mesurant la vitesse, la forme et la durée des ondes, les chercheurs sont en mesure de déterminer le matériau qu’elles traversent : les propriétés mécaniques des roches, telles que la rigidité et la densité ; la stratification des roches et les propriétés physiques du sol de surface.

Les ondes de Rayleigh se déplacent selon un modèle elliptique et la caractéristique spécifique que les chercheurs ont évaluée était le rapport horizontal/vertical du mouvement des particules dans les ondes.

Ils ont trouvé :

  • Des régions de forte chaleur géothermique concordant avec l’emplacement historique proposé de la piste du point chaud islandais.
  • des substrats sédimentaires mous sous les principaux glaciers de sortie à écoulement rapide, révélés par des vitesses de vagues plus faibles.
  • Certains glaciers de sortie sont particulièrement sensibles au glissement basal, notamment Jakobshavn, Helheim et Kangerdlussuaq.
  • Le réchauffement géothermique et le ramollissement de la glace basale peuvent avoir une incidence sur l’apparition d’un écoulement plus rapide de la glace au niveau du glacier Petermann et du courant glaciaire du nord-est du Groenland.

Le Dr Glenn Jones de l’université de Swansea, qui a dirigé les recherches dans le cadre de sa bourse de recherche Ser Cymru II, a déclaré :

« Cette recherche souligne l’importance du couplage entre la terre solide et la dynamique des calottes glaciaires. Les interactions avec la terre solide contrôlent la dynamique passée, présente et future de la calotte glaciaire du Groenland.

Notre technique utilisant la forme elliptique des ondes de Rayleigh nous permet de dresser un tableau plus détaillé qu’auparavant de la structure des 5 km supérieurs sous la calotte glaciaire.

Elle nous permettra de mieux comprendre les processus qui contribuent à l’accélération du déversement de la glace dans l’océan et à l’élévation du niveau de la mer qui en résulte. »

Outre les glaciologues de l’université de Swansea, l’équipe de recherche comprenait des experts de l’University College London, de l’université de Lisbonne, de l’université de Tasmanie, de GeoSciences Barcelona et de l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologuia de Bologne.

Donc oui ! La géologie est reine ! Et, dans le cas du Groenland, cela indique clairement que la fonte se produit par le bas (roches, chauffage géothermique). La calotte glaciaire du Groenland est le deuxième plus grand réservoir d’eau douce sur Terre. Cependant, le taux de perte de masse de glace de la calotte glaciaire a été multiplié par six depuis 1991, ce qui représente environ 10 % de l’élévation récente du niveau mondial de la mer. 

La recherche a été publiée dans Nature Communications.

sources : https://www.swansea.ac.uk/ / https://www.nature.com/ / https://strangesounds.org/

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