La science de la plate-forme glaciaire de Ross
La plate-forme glaciaire de Ross, en Antarctique, est gigantesque : elle couvre 487 000 km², soit la taille de la France, et son épaisseur varie de quelques centaines de mètres près de la mer à plus de 1 200 mètres loin du bord flottant. Le bord de la plate-forme glaciaire le long de la mer de Ross est un mur de glace qui surplombe l'eau de 50 mètres, la majeure partie de la glace se trouvant sous la ligne de flottaison.
La plate-forme glaciaire de Ross est alimentée par un flux constant de glace provenant des glaciers qui s'écoulent des calottes glaciaires de l'Antarctique de l'Est et de l'Antarctique de l'Ouest. Au fur et à mesure que de la nouvelle glace s'ajoute, la glace existante est enlevée par la fonte à la base et le vêlage à l'avant. La plate-forme glaciaire de Ross joue un rôle important dans la stabilisation de la calotte glaciaire antarctique, en soutenant la glace qui se déplace constamment sur la surface terrestre.
La science de la plate-forme glaciaire de Ross
L'une des principales études menées pour en savoir plus sur la plate-forme glaciaire de Ross est le projet ROSETTA (Ross Ocean and ice Shelf Environment and Tectonic setting Through Aerogeophysical surveys and modelling), un vaste projet multidisciplinaire et multi-institutionnel qui vise à faire progresser notre compréhension de la dynamique du système de la plate-forme glaciaire. Pour ce faire, les chercheurs de ROSETTA collecteront de nouvelles données à haute résolution qui permettront de déterminer l'épaisseur et la structure de la plate-forme glaciaire de Ross et de caractériser la bathymétrie du substratum rocheux et des fonds marins sous la plate-forme glaciaire. Les études ROSETTA permettront également d'acquérir des données magnétiques et gravimétriques pour les interprétations géologiques, ainsi que des données radar, LiDAR et d'imagerie pour la cartographie de la plate-forme glaciaire de Ross, y compris les crevasses et les chenaux, les débris et la répartition de la glace marine et de l'accumulation.
Objectifs généraux de ROSETTA
ROSETTA se concentrera sur trois domaines :
- Comprendre la glace (la glace pénètre et traverse la plate-forme à une vitesse comprise entre 200 et 1 000 mètres par an, et met entre 500 et 1 000 ans pour parcourir la distance entre son point de départ et son point d'arrivée, à la limite du vêlage) ;
- Comprendre le lit sous-jacent (la structure du lit sous la plate-forme de glace influence la circulation océanique en dessous) ;
- Comprendre davantage l'océan (la circulation générale de l'océan, les courants de marée et le mélange global dans l'échancrure de la mer de Ross, y compris sous la plate-forme de glace, sont sensibles à la géologie sous-jacente ainsi qu'aux changements dans l'étendue et l'épaisseur de la plate-forme de glace sous la surface de la glace).
Modélisation de la glace en dessous
Dans une étude récente, des scientifiques du Lamont-Doherty Earth Observatory, du Scripps Institution of Oceanography et du United States Geological Survey ont survolé la plate-forme de glace de Ross à l'aide de l'IcePod, un ensemble de radars et d'autres instruments fixés au fuselage d'un C-130, afin d'étudier l'interaction entre la glace, l'océan et les terres sous-jacentes. Le projet ROSETTA a réalisé 18 lignes de levés et 4 lignes d'ancrage au cours de neuf vols, produisant plus de 16 000 kilomètres de données.
En novembre de l'année dernière, ils ont fourni une série d'images LiDAR (Light Detection and Ranging) fournies par l'IcePod. Pendant le vol, l'IcePod est descendu pour collecter des données, l'instrument LiDAR envoyant des impulsions lumineuses pour éclairer la zone située en dessous. Le temps de retour de la lumière réfléchie est ensuite mesuré, ce qui permet au logiciel de créer des images tridimensionnelles de la surface terrestre.
De nouvelles cartes des fonds marins
Dans le cadre du projet ROSETTA, des scientifiques de la société néo-zélandaise GNS Science passeront en novembre de cette année jusqu'à six heures par jour à bord d'un C-130 qui survolera la plate-forme glaciaire de Ross. Grâce à un gravimètre appartenant à GNS Science et exploité par celui-ci, les données recueillies aideront GNS Science à créer une nouvelle carte de la bathymétrie du plancher océanique sous la plate-forme glaciaire. En fait, la nouvelle carte aura une résolution 25 fois supérieure à celle de la carte vieille de 30 ans qu'elle remplacera.
GNS Science participe à ce projet en raison de sa grande expérience en matière de levés géophysiques aéroportés, après avoir réalisé une étude gravimétrique aéroportée actualisée pour la Nouvelle-Zélande. Le gravimètre GNS Science utilisé dans le cadre de l'étude est de la taille d'une machine à laver et peut mesurer avec précision les petites variations de gravité causées par les ondulations du plancher océanique.
Reconstituer l'histoire de la plate-forme de glace
Parallèlement, des scientifiques de l'université d'Otago se sont lancés dans une expédition d'imagerie acoustique du plancher océanique et de ses couches de sédiments dans la plate-forme glaciaire de Ross. Au cours des trois prochaines années, les chercheurs utiliseront également une foreuse à eau chaude construite à l'université Victoria de Wellington pour percer la glace afin d'observer directement l'interface glace/océan, de mesurer les propriétés de l'océan et de prélever des échantillons de sédiments sur le plancher océanique. Grâce à ces données, les scientifiques pourront reconstituer l'histoire de la plate-forme glaciaire de Ross depuis la dernière période glaciaire.
ANDRILL découvre d'étranges créatures
Dans une étude récente, des chercheurs de l'université de Nebraska-Lincoln, financés par la National Science Foundation (NSF), ont découvert une nouvelle espèce de petites anémones de mer enfouies sous la plate-forme de glace de Ross, dont les tentacules s'étendent dans l'eau froide et glacée à partir d'un plafond. En fait, l'équipe a trouvé des milliers de ces petites créatures vivant la tête en bas, suspendues à la glace, contrairement aux anémones qui vivent habituellement au fond de la mer.
Ces petites anémones blanches ont été baptisées Edwardsiella andrillae en l'honneur du programme ANDRILL (ANtartic geological DRILLing), une collaboration multinationale de plus de 200 scientifiques, étudiants et éducateurs d'Allemagne, d'Italie, de Nouvelle-Zélande, du Royaume-Uni et des États-Unis qui vise à récupérer des enregistrements stratigraphiques de la marge antarctique. L'objectif est de remonter le temps pour retrouver l'histoire des changements paléoenvironnementaux.)
Les anémones découvertes mesurent moins d'un pouce de long à l'état contracté, mais peuvent s'étirer trois à quatre fois plus longtemps à l'état détendu. Elles possèdent entre 20 et 24 tentacules, un anneau intérieur de huit tentacules plus longs et un anneau extérieur de 12 à 16 tentacules. Scott Borg, chef de la section des sciences de l'Antarctique de la division des programmes polaires de la NSF, a noté que cette découverte révèle à quel point les scientifiques restent inconnus et inexplorés, même après plus de 50 ans de recherche active sur le continent.
Un poisson à l'envers
Cette découverte a été faite après que les scientifiques ont descendu un cylindre de 4,5 pieds équipé de deux caméras, une caméra latérale montée sur le côté et une caméra orientée vers l'avant, dans un trou de forage percé à travers la plate-forme de glace de Ross de 270 mètres d'épaisseur, dans le but d'en savoir plus sur les courants océaniques sous la plate-forme de glace. Outre les anémones, les scientifiques ont observé des poissons qui nageaient régulièrement la tête en bas, la plate-forme de glace leur servant de plancher, des vers polychètes, des amphipodes ainsi qu'une créature étrange surnommée le "rouleau d'œuf", un cylindre de quatre pouces de long et d'un pouce de diamètre, à la flottabilité neutre, que l'on a vu se heurter au champ d'anémones de mer et, parfois, s'y accrocher.
Analyser les créatures
Pour en savoir plus sur les anémones, l'équipe a étourdi les créatures avec de l'eau chaude et a utilisé un dispositif d'aspiration improvisé pour les extraire de leur terrier et les transporter à la station McMurdo afin de les préserver et de les étudier plus en détail. À partir de là, les scientifiques tenteront de répondre à toute une série de questions, notamment comment les anémones survivent sans gel, comment elles se reproduisent et ce qu'elles mangent exactement. Pour en savoir plus sur les anémones, les scientifiques proposent d'utiliser un robot capable d'explorer les profondeurs de l'océan et de s'éloigner du trou d'accès foré dans la glace.
