Les plates-formes de glace de l’Antarctique contiennent deux fois plus d’eau de fonte qu’on le pensait auparavant

La neige fondante, c’est-à-dire la neige imbibée d’eau, représente plus de la moitié de toute l’eau de fonte présente sur les plates-formes de glace de l’Antarctique au plus fort de l’été, mais elle est mal prise en compte dans les modèles climatiques régionaux.

Des chercheurs dirigés par l’Université de Cambridge ont utilisé des techniques d’intelligence artificielle pour cartographier la neige fondante sur les plateformes de glace de l’Antarctique et ont découvert que 57 % de toute l’eau de fonte est retenue sous forme de neige fondante, le reste se trouvant dans les étangs et les lacs de surface.

À mesure que le climat se réchauffe, davantage d’eau de fonte se forme à la surface des plates-formes de glace, la glace flottante entourant l’Antarctique qui agit comme un contrefort contre la glace des glaciers venant de l’intérieur des terres. L’augmentation de l’eau de fonte peut entraîner une instabilité ou un effondrement des plates-formes de glace, ce qui entraîne une élévation du niveau de la mer.

Les chercheurs ont également découvert que la neige fondante et l’eau de fonte accumulée entraînent une formation d’eau de fonte 2,8 fois supérieure à celle prévue par les modèles climatiques standards, car elles absorbent plus de chaleur du soleil que la glace ou la neige. Les résultats, rapportés dans la revue Géosciences naturellespourrait avoir de profondes implications sur la stabilité des plates-formes de glace et l’élévation du niveau de la mer.

Chaque été, à mesure que le temps se réchauffe, de l’eau s’accumule à la surface des plates-formes de glace flottantes de l’Antarctique. Des recherches antérieures ont montré que les lacs d’eau de fonte de surface peuvent contribuer à la fracture et à l’effondrement des plateformes de glace, car le poids de l’eau peut faire plier ou briser la glace. Cependant, le rôle de la neige fondante dans la stabilité des plateformes de glace est plus difficile à déterminer.

“Nous pouvons utiliser l’imagerie satellite pour cartographier les lacs d’eau de fonte dans une grande partie de l’Antarctique, mais il est difficile de cartographier la neige fondante, car elle ressemble à d’autres choses, comme les ombres des nuages, vue depuis un satellite”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Rebecca Dell de Institut de recherche polaire Scott (SPRI) de Cambridge. “Mais grâce aux techniques d’apprentissage automatique, nous pouvons aller au-delà de ce que l’œil humain peut voir et avoir une idée plus claire de la façon dont la neige fondante pourrait affecter la glace de l’Antarctique.”

À l’aide des données optiques du satellite Landsat 8 de la NASA, les chercheurs de Cambridge, en collaboration avec des chercheurs de l’Université du Colorado à Boulder et de l’Université de technologie de Delft, ont formé un modèle d’apprentissage automatique pour obtenir des enregistrements mensuels des lacs de neige fondante et d’eau de fonte sur 57 plates-formes de glace de l’Antarctique entre 2013. et 2021.

“L’apprentissage automatique nous permet d’utiliser davantage d’informations provenant du satellite, car celui-ci peut fonctionner avec plus de longueurs d’onde de lumière que ce que l’œil humain peut voir”, a déclaré Dell. “Cela nous permet de déterminer ce qui est ou non de la neige fondante, et nous pouvons ensuite entraîner le modèle d’apprentissage automatique pour l’identifier rapidement sur l’ensemble du continent.”

“Nous souhaitons savoir quelle quantité de neige fondante est présente pendant l’été antarctique et comment elle évolue au fil du temps”, a déclaré le co-auteur, le professeur Ian Willis, également du SPRI.

À l’aide de leur modèle d’apprentissage automatique, les chercheurs ont découvert qu’au plus fort de l’été antarctique en janvier, plus de la moitié (57 %) de toutes les eaux de fonte des plates-formes de glace de l’Antarctique sont contenues dans la neige fondante, les 43 % restants se trouvant dans des lacs d’eau de fonte.

“Cette neige fondante n’a jamais été cartographiée à grande échelle sur l’ensemble des grandes plates-formes de glace de l’Antarctique, donc plus de la moitié de l’eau de fonte en surface a été ignorée jusqu’à présent”, a déclaré Dell. “Cela est potentiellement important pour le processus d’hydrofracture, où le poids de l’eau de fonte peut créer ou agrandir des fractures dans la glace.”

L’eau de fonte affecte la stabilité des plates-formes de glace flottantes qui bordent la côte de l’Antarctique. À mesure que le climat se réchauffe et que les taux de fonte augmentent en Antarctique, l’eau de fonte, que ce soit sous forme de lacs ou de neige fondante, peut pénétrer dans les fissures de la glace, provoquant ainsi l’agrandissement de ces fissures. Cela peut provoquer des fractures dans la plate-forme de glace et provoquer l’effondrement de plates-formes de glace vulnérables, ce qui permettrait à la glace des glaciers intérieurs de se déverser dans l’océan et de contribuer à l’élévation du niveau de la mer.

“Comme la neige fondante est plus solide que l’eau de fonte, elle ne provoquera pas d’hydrofracture de la même manière que l’eau d’un lac, mais c’est certainement quelque chose que nous devons prendre en compte lorsque nous essayons de prédire comment ou si les plates-formes de glace vont s’effondrer”, a déclaré Willis.

Outre les implications potentielles de la neige fondante sur l’hydrofracture, elle a également un effet important sur les vitesses de fusion. Puisque la neige fondante et les lacs sont moins blancs que la neige ou la glace, ils absorbent plus de chaleur du soleil, ce qui provoque une fonte plus importante de la neige. Cette fonte supplémentaire n’est actuellement pas prise en compte dans les modèles climatiques, ce qui peut conduire à des sous-estimations des projections de la fonte des calottes glaciaires et de la stabilité des plateformes glaciaires.

“J’ai été surpris que cette eau de fonte soit si mal prise en compte dans les modèles climatiques”, a déclaré Dell. “Notre travail en tant que scientifiques consiste à réduire l’incertitude. Nous souhaitons donc toujours améliorer nos modèles afin qu’ils soient aussi précis que possible.”

“À l’avenir, il est probable que les régions de l’Antarctique qui ne disposent actuellement ni d’eau ni de neige fondante commenceront à changer”, a déclaré Willis. “À mesure que le climat continue de se réchauffer, la fonte s’accentuera, ce qui pourrait avoir des implications sur la stabilité des glaces et sur l’élévation du niveau de la mer.”