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Je marche à grands pas le long de la rive escarpée d’un torrent d’eau vive et déchaîné, et même si le canyon n’a qu’à peu près la largeur d’une autoroute, le débit de la rivière est supérieur à celui de la Tamise de Londres.Le rugissement assourdissant et le grondement de l’eau en cascade sont incroyables – un rappel humiliant de la puissance brute de la nature.
Alors que je tourne au coin de la rue, je suis émerveillé par un spectacle complètement surréaliste :Une fissure béante s'est ouverte dans le lit de la rivière, et elle engloutit l'eau dans un immense tourbillon, envoyant d'énormes écumes d'embruns.Cela peut ressembler à une scène générée par ordinateur d’un film d’action à succès, mais c’est réel.
Un moulin se forme juste devant moi sur la calotte glaciaire du Groenland.Mais cela ne devrait vraiment pas se produire ici – la compréhension scientifique actuelle ne tient pas compte de cette réalité.
En tant que glaciologue, j’ai passé 35 ans à étudier comment l’eau de fonte affecte l’écoulement et la stabilité des glaciers et des calottes glaciaires.
Ce trou béant qui s’ouvre à la surface n’est que le début du voyage de l’eau de fonte à travers les entrailles de la calotte glaciaire.Lorsqu'il s'infiltre dans les moulins, il perce un réseau complexe de tunnels à travers la calotte glaciaire qui s'étendent sur plusieurs centaines de mètres, jusqu'au lit de la calotte glaciaire.
Lorsqu’elle atteint le lit, l’eau de fonte s’écoule dans le système de drainage sous-glaciaire de la calotte glaciaire – un peu comme un réseau d’eaux pluviales urbaines, bien qu’il soit en constante évolution et refoulement.Elle transporte l’eau de fonte jusqu’aux marges des glaces et finit par se retrouver dans l’océan, avec des conséquences majeures sur la thermodynamique et l’écoulement de la calotte glaciaire sus-jacente.
Des scènes comme celle-ci et nouvelle recherche dans la mécanique de la calotte glaciaire remettent en question la pensée traditionnelle sur ce qui se passe à l’intérieur et sous les calottes glaciaires, où les observations sont extrêmement difficiles mais ont de lourdes implications.Ils suggèrent que les calottes glaciaires restantes de la Terre au Groenland et en Antarctique sont bien plus vulnérables au réchauffement climatique que ne le prédisent les modèles, et que les calottes glaciaires peuvent être déstabilisantes de l’intérieur.
C'est une tragédie en devenir pour le un demi-milliard de personnes qui peuplent les régions côtières vulnérables, puisque les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique sont en réalité de gigantesques réservoirs d'eau douce gelée qui bloquent au-delà de 65 mètres (plus de 200 pieds) d’élévation équivalente du niveau de la mer à l’échelle mondiale.Depuis les années 1990, leur perte de masse s’est accélérée, devenant à la fois le principal contributeur et le joker de l’élévation future du niveau de la mer.
Comment des fissures étroites deviennent des gueules béantes dans la glace
Les moulins sont des conduits presque verticaux qui captent et canalisent chaque été les eaux de fonte qui s'écoulent de la surface de la glace.Il y en a plusieurs milliers à travers le Groenland, et ils peuvent atteindre des tailles impressionnantes en raison de l’épaisseur de la glace associée aux taux de fonte exceptionnellement élevés en surface.Ces gouffres béants peuvent être aussi grands que des courts de tennis à la surface, avec des chambres cachées dans la glace en dessous qui pourraient engloutir des cathédrales.
Mais ce nouveau moulin dont j’ai été témoin est vraiment loin des champs de crevasses et des lacs de fonte, là où les connaissances scientifiques actuelles dictent leur formation.
Dans un nouveau papier, Dave Chandler et je démontre que les calottes glaciaires sont jonchées de millions de minuscules fissures qui sont forcées de s'ouvrir par l'eau de fonte des rivières et des ruisseaux qui les interceptent.
La glace des glaciers étant très fragile à la surface, de telles fissures sont omniprésentes dans les zones de fonte de tous les glaciers, calottes glaciaires et plates-formes de glace.Pourtant, en raison de leur petite taille, ils ne peuvent pas être détectés par la télédétection par satellite.
Dans la plupart des conditions, nous constatons qu’une telle hydrofracture alimentée par un cours d’eau permet à l’eau de pénétrer des centaines de mètres avant de se refermer par gel, sans que la fissure ne pénètre nécessairement dans le lit pour former un moulin à part entière.Mais même ces hydrofractures en profondeur partielle ont un impact considérable sur la stabilité de la calotte glaciaire.
En affluant, l’eau endommage la structure de la calotte glaciaire et libère sa chaleur latente.Le tissu glacé se réchauffe et se ramollit et, par conséquent, coule et fond plus rapidement, tout comme la cire de bougie réchauffée.
Les hydrofractures entraînées par les cours d’eau endommagent mécaniquement la glace et transfèrent la chaleur dans les entrailles de la calotte glaciaire, la déstabilisant de l’intérieur.En fin de compte, le tissu interne et l’intégrité structurelle des calottes glaciaires deviennent de plus en plus vulnérables au réchauffement climatique.
Des processus émergents qui accélèrent la perte de glace
Au cours des deux dernières décennies où les scientifiques ont suivi sérieusement la fonte et l'écoulement des calottes glaciaires, les événements de fonte sont devenus plus fréquent et plus intense comme les températures mondiales augmentent – encore exacerbé par Un réchauffement de l'Arctique près de quatre fois supérieur à la moyenne mondiale.
La calotte glaciaire coule également et les icebergs vêlent beaucoup plus rapidement.Il a perdu environ 270 milliards de tonnes de glace par an depuis 2002 :plus d’un centimètre et demi (un demi-pouce) d’élévation mondiale du niveau de la mer.Le Groenland contribue désormais en moyenne à hauteur d’environ 1 millimètre (0,04 pouce) au budget du niveau de la mer par an.
Une étude de 2022 a révélé que même si le réchauffement atmosphérique s’arrêtait maintenant, au moins 27 centimètres – près d’un pied – d’élévation du niveau de la mer est inévitable en raison du déséquilibre climatique du Groenland avec ses deux dernières décennies.
Comprendre les risques à venir est crucial.Cependant, la génération actuelle de modèles de calotte glaciaire utilisée pour évaluer la manière dont le Groenland et l’Antarctique réagiront au réchauffement futur ne tient pas compte des processus d’amplification découverts.Cela signifie que les estimations de l’élévation du niveau de la mer des modèles, utilisées pour éclairer les rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) et les décideurs politiques du monde entier, sont prudentes et minimisent les taux d’élévation mondiale de la mer dans un monde qui se réchauffe.
Notre nouvelle découverte n’est que la dernière.Des études récentes ont montré que :
Les courants océaniques en réchauffement s’immiscent dans le antarctique et Groenland côtes, coulant sous le étagères de glace pour saper les glaciers émissaires et déstabiliser leurs fronts de mise bas.
L'augmentation des précipitations sur la calotte glaciaire du Groenland réduit non seulement l'accumulation de neige, mais également accélère la fonte des surfaces et l'écoulement des glaces.
Algues et microbes, avec fonte du manteau neigeux en surface, assombrissent la surface de la calotte glaciaire, absorbant davantage de rayonnement solaire, ce qui accélère également la fonte des glaces.
Plaques de glace superposées dans le manteau neigeux se forment à travers la zone d’accumulation, formant une barrière imperméable qui épuise la rétention d’eau de fonte et entraîne un ruissellement extraordinaire.
L'eau à la base de la calotte glaciaire fond et ramollit le lit gelé, déclenchant ainsi le glissement basal et accélération du flux de la calotte glaciaire intérieure aux marges.
Au cours des derniers mois, d’autres articles ont également décrit des processus de rétroaction jusqu’alors inconnus en cours sous les calottes glaciaires que les modèles informatiques ne peuvent actuellement pas inclure.Souvent, ces processus se produisent à une échelle trop fine pour que les modèles puissent les capter, ou la physique simpliste du modèle signifie que les processus eux-mêmes ne peuvent pas être capturés.
Deux de ces études identifient indépendamment fusion accrue des sous-marins à la ligne d'échouement au Groenland et Antarctique, où de grands glaciers émissaires et des courants de glace se jettent dans la mer et commencent à se soulever de leur lit sous forme de plates-formes de glace flottantes.Ces processus accélèrent considérablement la réponse de la calotte glaciaire au changement climatique et, dans le cas du Groenland, pourraient potentiellement doubler la perte de masse future et son impact. contribution à l'élévation du niveau de la mer.
Les modèles climatiques actuels minimisent les risques
Avec d'autres glaciologues appliqués, “jugement d'expert structuré» et un quelques modélistes francs, je soutiens que la génération actuelle de modèles de calotte glaciaire utilisée pour informer le GIEC ne reflète pas les changements brusques observés au Groenland et en Antarctique, ni les risques à venir.
Les modèles de calotte glaciaire n’incluent pas ces rétroactions émergentes et réagissent sur des millénaires à de fortes perturbations de réchauffement, conduisant à des prévisions lentes du niveau de la mer qui bercent les décideurs politiques dans un faux sentiment de sécurité.Nous avons parcouru un long chemin depuis les premiers rapports du GIEC du début des années 1990, qui traitaient les calottes glaciaires polaires comme des entités complètement statiques, mais nous sommes encore loin de capturer la réalité.
En tant que scientifique de terrain engagé, je suis parfaitement conscient du privilège que j'ai de travailler dans ces environnements sublimes, où ce que j'observe inspire et humilie.Mais cela me remplit également d’appréhension pour nos régions côtières de basse altitude et pour ce qui nous attend. Environ 10 % de la population mondiale qui les habite.