Une énorme fissure s'est développée à la vitesse record de 129 km/h sur le glacier de Pine Island dans l'Antarctique. Des chercheurs américains ont combiné des images satellites et des relevés sismiques pour modéliser ce phénomène et calculer la vitesse de formation de cette faille.
Un événement sans précédent. Une fissure de 10,53 km s'est formée en 5 minutes, à une vitesse de 129 km/h, sur le glacier de Pine Island (l'île du Pin), dans l'Antarctique, révélant la dynamique complexe des plateformes glaciaires. Des chercheurs des universités de Washington et de Harvard ont observé cet épisode afin de comprendre ce processus et ses implications sur les glaciers et le niveau de la mer.
Ils publient leur étude dans la revue scientifique AGU Advances. « Il s'agit, à notre connaissance, de l'ouverture de faille la plus rapide jamais observée », a déclaré Stephanie Olinger, chercheuse postdoctorale à Stanford et première autrice de l'article. « Nous savons désormais, précise-t-elle, que les failles des plateformes de glace peuvent s'ouvrir très rapidement. Cela suggère qu'une fracture rapide peut être un mécanisme possible de retrait ou d'effondrement de la banquise. »
La physique de la rupture des glaciers n'étant pas encore parfaitement comprise, il est difficile de savoir comment le réchauffement des océans pourrait l'accélérer. Les glaciers du Groenland et de l'Antarctique contiennent tant d'eau gelée que, s'ils fondaient, les mers du globe s'élèveraient de plusieurs mètres.
Comme un bris de verre
« Les plateformes de glace exercent une influence stabilisatrice très importante sur le reste de la calotte glaciaire de l'Antarctique. Si une plateforme de glace se brise, la glace du glacier qui se trouve derrière accélère vraiment », souligne Stephanie Olinger.
C'est ce processus, dit de « rifting », qui génère de gros icebergs à partir des plateformes glaciaires de l'Antarctique. Dans d'autres parties de ce continent les rifts, ces grandes fractures de plusieurs kilomètres, se développent souvent durant des mois, voire des années.
Les glaciers du Groenland et de l'Antarctique contiennent tant d'eau gelée que, s'ils fondaient, les mers du globe s'élèveraient de plusieurs mètres.
Quand se produit une « faille », la fissure traverse quelque 300 mètres de glace flottante et annonce la désagrégation de la calotte glaciaire au cours de laquelle de gros morceaux de glace se détachent du glacier et tombent dans la mer. La faille peut se produire rapidement dans certaines circonstances : ainsi, la fragile plateforme de Pine Island a franchi le point de basculement dans l'océan.
Grâce à des observations radar réalisées par des satellites et des relevés sismiques, l'étude montre que la fissure s'est formée, en 2012, sur ce glacier à une vitesse d'environ 35 mètres par seconde. Si les images satellites fournissent des observations en continu, les satellites en orbite ne passent devant chaque point de la Terre que tous les trois jours.
C'est dans cet intervalle, entre le 8 et le 11 mai 2012, qu'une nouvelle fissure s'est formée. Les scientifiques ont combiné l'analyse de ces images à l'enregistrement des vibrations sismiques par trois instruments placés sur la plateforme glaciaire par d'autres chercheurs et ils ont ainsi pu calculer la vitesse de propagation de la faille.
« Les images provenant des données radar satellites, explique Stephanie Olinger, nous ont permis de mesurer la longueur de la fissure et ont fourni une fenêtre temporelle pour identifier le tremblement de glace généré par la fissure. Le signal sismique a permis d'estimer la durée et la vitesse moyenne de la fracturation. » En fait, la formation d'une faille ressemble à un bris de verre car, si la glace était un simple matériau fragile, elle aurait dû se briser encore plus vite.
Un alliage sensible avec l'océan environnant
Les chercheurs montrent aussi le rôle fondamental de l'eau de mer qui pénètre dans les failles. À l'aide d'une simulation informatique, ils ont modélisé le processus de croissance de la faille et constaté que la plateforme glaciaire interagit avec l'océan lorsqu'elle se fissure. C'est cette interaction qui détermine la vitesse à laquelle les rifts peuvent se développer.
L'eau de mer, qui se précipite dans les failles, aide à contrôler la vitesse de rupture de la banquise. « L'eau joue un double rôle : elle fournit une pression qui pousse les fissures à s'ouvrir, mais le débit de l'eau dans une fissure peut aussi limiter sa vitesse », précise la chercheuse. Les observations des scientifiques confirment que les grands rifts des plateformes glaciaires forment ainsi un alliage sensible avec l'océan environnant.
Le devenir de ces glaciers au cours des prochaines décennies est une grande inconnue, d'autant qu'on ignore dans quelle mesure le réchauffement des océans pourrait accélérer la formation de failles. « Avant de pouvoir améliorer les performances des modèles de calotte glaciaire à grande échelle et des projections sur l'élévation future du niveau de la mer, nous devons avoir une bonne compréhension, basée sur la physique, des multiples processus différents qui influencent la stabilité de la plateforme glaciaire », souligne Stephanie Olinger. La scientifique s'est déjà lancée dans un nouveau projet visant à comprendre comment les failles réagissent à l'amincissement des plateformes de glace. À suivre.