L’accélération de la fonte fait de la calotte glaciaire du Groenland le plus grand barrage du monde

Les chercheurs ont observé des taux de fonte extrêmement élevés au bas de la calotte glaciaire du Groenland, en raison de quantités massives d’eau de fonte tombant de la surface vers la base. Au fur et à mesure que l’eau de fonte tombe, l’énergie est convertie en chaleur dans un processus tel que l’énergie hydroélectrique des grands barrages.

Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’Université de Cambridge a découvert que l’effet de soluble dans l’eau La descente de la surface de la calotte glaciaire vers la couche inférieure – un kilomètre ou plus – est de loin la plus grande source de chaleur sous la deuxième plus grande calotte glaciaire du monde, ce qui entraîne Un degré élevé solubilité à sa base.

L’effet lubrifiant de l’eau de fonte a une forte influence sur le mouvement des glaciers et la quantité de glace rejetée dans l’océan, mais mesurer les conditions directement sous 1 km de glace est difficile, en particulier au Groenland où les glaciers sont parmi les plus rapides au monde.

Ce manque de mesures directes rend difficile la compréhension du comportement dynamique de la calotte glaciaire du Groenland et la prévision de ses évolutions futures. Parce que les pertes de glace ont été liées à la fonte et au dégazage, la calotte glaciaire du Groenland est désormais le principal contributeur à l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.

Or, dans une étude publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciencesL’équipe dirigée par Cambridge a découvert que l’énergie gravitationnelle de la formation d’eau de fonte à la surface se transforme en chaleur lorsqu’elle est transférée à la base à travers de grandes fissures dans la glace.

Chaque été, des milliers de lacs et de ruisseaux de fonte se forment à la surface de la calotte glaciaire du Groenland à mesure que les températures augmentent et que la lumière du soleil augmente quotidiennement. Beaucoup de ces lacs s’écoulent rapidement vers le bas de la calotte glaciaire, tombant à travers de grandes fissures et fractures qui se forment dans la glace. Avec l’approvisionnement continu en eau des ruisseaux et des rivières, les connexions entre le pont et le lit restent souvent ouvertes.

Dans le cadre du financement de l’UE transpondeur Le professeur Paul Kristofferson du Scott Polar Research Institute de Cambridge a étudié les lacs d’eau de fonte, comment et pourquoi ils se vident si rapidement, et leur impact sur le comportement général de la calotte glaciaire alors que les températures mondiales continuent d’augmenter.

Le travail actuel, qui comprend des chercheurs de l’Université d’Aberystwyth, est l’aboutissement d’une étude de sept ans qui s’est concentrée sur Store Glacier, l’un des plus grands évents de la calotte glaciaire du Groenland.

« Lorsque nous étudions la fonte primaire des calottes glaciaires et des glaciers, nous examinons les sources de chaleur telles que la friction, l’énergie géothermique et la chaleur latente libérée lorsque l’eau gèle et la perte de chaleur dans la glace au-dessus », a déclaré Kristofferson. « Mais ce que nous n’avons pas vraiment examiné, c’est la chaleur de l’eau de fonte elle-même. Il y a beaucoup d’énergie gravitationnelle stockée dans l’eau qui se forme à la surface et quand elle tombe, l’énergie doit aller quelque part. »

Pour mesurer les taux de fonte basale, les chercheurs ont utilisé le sondage radio-écho sensible à la phase, une technique développée au British Antarctic Survey et précédemment utilisée sur les calottes glaciaires flottantes en Antarctique.

« Nous n’étions pas sûrs que cette technologie fonctionnerait également sur un glacier du Groenland à écoulement rapide », a déclaré le premier auteur, le Dr Tun Gan Young, qui a installé le système radar à Store Glacier dans le cadre de sa thèse de doctorat. à Cambridge. « Par rapport à l’Antarctique, la glace se déforme très vite et il y a beaucoup d’eau de fonte en été, ce qui complique le travail. »

Les taux de fonte basaux observés avec un radar étaient souvent aussi élevés que les taux de fonte mesurés en surface avec une station météo : cependant, la surface reçoit de l’énergie du soleil alors que la base ne la reçoit pas. Pour interpréter les résultats, les chercheurs de Cambridge ont collaboré avec des scientifiques de l’Université de Californie à Santa Cruz et du Geological Survey of Denmark and Greenland.

Les chercheurs ont estimé que jusqu’à 82 millions de mètres cubes d’eau de fonte ont été transportés au fond du glacier Store par jour au cours de l’été 2014. Ils ont estimé l’énergie générée par les chutes d’eau pendant les périodes de puissance de fonte maximale produite par le barrage des Trois Gorges en Chine, la plus grande centrale hydroélectrique du monde, le scientifique. Avec une zone de fonte s’étendant sur près d’un million de kilomètres carrés au plus fort de l’été, la calotte glaciaire du Groenland produit plus d’hydroélectricité que les dix plus grandes au monde. énergie hydroélectronique gares combinées.

« Compte tenu de ce que nous voyons à des latitudes plus élevées en termes de changement climatique, cette forme d’hydroélectricité pourrait facilement doubler ou tripler, et nous n’incluons toujours pas ces chiffres même lors de l’estimation de la contribution de la calotte glaciaire à l’élévation du niveau de la mer », a-t-il déclaré. . Christophersen.

Pour vérifier les taux de fonte basaux élevés enregistrés par le système radar, l’équipe a combiné des mesures de température indépendantes à partir de capteurs installés dans un puits à proximité. À la base, ils ont découvert que l’eau avait une température de +0,88 degrés Celsius, ce qui est étonnamment chaud pour la base d’une calotte glaciaire avec un point de fusion de -0,40 degrés.

« Les observations du puits ont confirmé que l’eau de fonte monte lorsqu’elle atteint le lit », a déclaré Kristofferson. « La raison en est que le système de drainage primaire est beaucoup moins efficace que les fractures et les canaux qui déplacent l’eau à travers la glace. Une faible efficacité de drainage entraîne un chauffage par friction dans l’eau elle-même. Lorsque nous avons exclu cette source de chaleur de nos calculs, les estimations théoriques de le taux de fonte était de deux ordres de grandeur entiers. La chaleur générée par la chute d’eau fait fondre la glace de bas en haut, et le taux de fonte que nous rapportons est absolument sans précédent.

L’étude fournit la première preuve concrète du mécanisme de perte de masse de glace, qui n’a pas encore été inclus dans les projections de l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale. Alors que les taux élevés de fonte sont spécifiques à la chaleur générée dans les voies de drainage sous-glaciaires qui transportent les eaux de surface, le volume d’eau de surface produit au Groenland est énorme et en croissance, dont la quasi-totalité s’écoule vers le fond.