Des chercheurs utilisent des icebergs suivis par GPS dans une nouvelle étude pour améliorer les modèles climatiques


Au cours des quatre dernières décennies, le réchauffement climatique et la température des océans ont rapidement modifié la calotte glaciaire du Groenland, suscitant des inquiétudes pour les écosystèmes marins et les conditions météorologiques du monde entier. L'environnement a mis les scientifiques au défi dans leurs tentatives de mesurer la façon dont l'eau se déplace et fait fondre la calotte glaciaire, car les équipements peuvent être détruits par les icebergs flottant à proximité des glaciers.

Recueillies à l'aide d'une nouvelle approche, les recherches de l'Université du Maine ont mis au jour de nouvelles informations pour aider les scientifiques à mieux comprendre les schémas de circulation de l'eau océanique autour des glaciers. Un groupe de pionniers de la recherche sur les glaciers a fixé des appareils GPS aux icebergs et a utilisé leur mobilité pour comprendre la circulation des fjords, ce qui pourrait à terme améliorer la précision des modèles climatiques.

Au cours des étés 2014 et 2019, les appareils GPS ont suivi les changements horaires de la position de 13 icebergs alors qu'ils traversaient le fjord glacé d'Ilulissat au Groenland en direction de l'océan. Ayant débuté ses recherches à l'Université de l'Oregon, Kristin Schild, professeure adjointe de géomatique à l'UMaine, a collecté les données du fjord avec un collègue de l'UO, professeur de sciences de la Terre et océanographe David Sutherland. En 2020, une étudiante de premier cycle, Sydney Baratta, a utilisé ces ensembles de données comme point central de son projet de synthèse principal. Poursuivant ses recherches sur ses études supérieures, Baratta a traité et analysé ses découvertes et a récemment publié les résultats dans le Journal de recherche géophysique : Océans.

Les résultats de l'étude ont montré que la circulation dans le fjord principal est fortement affectée par le débit d'eau douce des fjords affluents connectés, ce qui est d'une importance cruciale à prendre en compte dans les modèles de circulation. Ces modèles peuvent aller de l’étude des courants océaniques à la prévision de la vitesse à laquelle le niveau de la mer pourrait monter.

“Le fait de pouvoir utiliser les nombreux icebergs qui se trouvent dans ce fjord est vraiment unique à l'étude”, a déclaré Baratta.

Le fjord glacé d'Ilulissat abrite Sermeq Kujalleq, l'un des glaciers les plus rapides et les plus actifs au monde. Cela fait du fjord un endroit intéressant, mais difficile, pour comprendre l'interaction des glaciers avec l'océan et prédire comment les géants de glace réagissent au réchauffement des océans.

“Pensez aux glaçons dans un verre d'eau. Ils flottent”, a déclaré Baratta. “Mais si c'est dans un fjord, sous l'influence d'autres forces comme le vent et les courants, les icebergs se déplacent. Ce que nous voulions faire, c'était installer des traceurs GPS sur ces icebergs pour déduire quelle est la circulation dans le fjord et voir comment cela se produit. est influencé par l'environnement.

Carlos Moffat, qui étudie les interactions glacier-océan et l'océanographie polaire à l'Université du Delaware, a déclaré que les équipements stationnés dans les fjords sont généralement écrasés par tous les mouvements. Selon lui, la manière dont Schild a collecté ces ensembles de données était innovante. Au lieu de considérer les icebergs comme un obstacle, elle les a utilisés comme un outil pour transporter et protéger l’équipement.

“C'est une situation où ce qui vous intéresse, c'est la destruction de votre équipement”, a déclaré Moffat. “Donc, ce qu'ils ont fait dans cette étude, c'est essentiellement inverser le scénario.”

Impact au-delà de l’Arctique

Le Groenland, où se trouve le fjord glacé d'Ilulissat, et l'Antarctique possèdent les plus grands réservoirs d'eau douce de glace au monde. La rapidité avec laquelle les calottes glaciaires fondent contribue à l’élévation du niveau de la mer dans le monde entier. Au Groenland et en Antarctique, les glaciers « trempent leurs orteils » dans l'eau des océans, a expliqué Moffat, ce qui peut permettre au réchauffement des océans d'accélérer la rapidité avec laquelle la glace fond ou se brise en icebergs.

Lauren Ross, professeure agrégée d'hydraulique et d'ingénierie des ressources en eau à l'UMaine, a déclaré que les découvertes de Baratta, Schild et Sutherland seront utiles à toute une série de recherches liées à la circulation des fjords, y compris son domaine d'expertise : le transport de matériaux dans l'eau.

Elle a récemment étudié comment l’eau douce s’écoulant dans un fjord avait un impact négatif sur la croissance d’une algue microscopique nuisible. Contrairement au Groenland, davantage d’eau douce a aidé l’économie et les écosystèmes entourant le fjord.

“Afin d'être aussi précis que possible, nous devons disposer des données les plus précises pour alimenter les modèles”, a déclaré Ross. “Je pense que cela va devenir de plus en plus important à mesure que le climat se réchauffe.”

Semblable à la réflexion de Ross, Schild a déclaré que reconnaître que des changements se produisent dans l'environnement est le point de départ. Les scientifiques s’efforcent désormais de combler les lacunes de la recherche pour représenter l’environnement changeant et créer de meilleurs modèles prédictifs.

“Les glaciers ont remodelé le climat et les écosystèmes mondiaux pendant des millions d'années”, a déclaré la présidente de l'UMaine, Joan Ferrini-Mundy. “De nouvelles recherches menées par nos climatologues de renommée mondiale fournissent davantage d'informations sur la manière dont ils interagissent avec leur environnement et jouent un rôle essentiel dans la prévision de notre avenir climatique.”

Le traitement et l'analyse des données ont été financés par des subventions de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis et du programme Early Career Investigator de la NASA, qui se concentre sur l'utilisation de la télédétection spatiale et l'intégration de modèles au profit de l'humanité.

Même si la calotte glaciaire du Groenland, en constante évolution, a un impact local dramatique, elle constitue le sommet d’une pente glissante orientée vers des changements à l’échelle mondiale. Ce qui se passe dans les fjords gelés à 2 000 milles au nord du Maine affecte la cuisine de fruits de mer de la Nouvelle-Angleterre et joue un rôle dans les tempêtes de plus en plus dévastatrices le long de la côte.

“Tout est interconnecté”, a déclaré Baratta. “Les changements qui se produisent dans l'Arctique peuvent avoir des effets de retombées qui auront un impact sur ce que nous observons dans le Maine.”

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