Un panache mantellique sous l’Ouest Antarctique ? // A mantle plume beneath West Antarctica ?

Des chercheurs de la NASA ont découvert sous la Terre Marie-Byrd en Antarctique, entre la Barrière de Ross et la Mer de Ross, un panache mantellique produisant presque autant de chaleur que le super volcan de Yellowstone. Ce point chaud donne naissance à de vastes lacs et de longues rivières sous la calotte glaciaire. La présence d’un énorme panache mantellique pourrait expliquer pourquoi la région est si instable aujourd’hui, et pourquoi elle s’est effondrée si rapidement à la fin de la dernière période glaciaire, il y a 11 000 ans.
Depuis 30 ans, les scientifiques sont persuadés qu’un panache mantellique existe sous la Terre Marie-Byrd. Sa présence expliquerait l’activité volcanique observée dans la région, ainsi que le dôme qui s’y trouve. Cependant, il n’y avait jusqu(à présent aucune preuve pour étayer cette idée. Aujourd’hui, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont créé des modèles numériques performants pour montrer quelle quantité de chaleur devrait exister sous la glace pour confirmer leurs observations. Ces dernières incluent le dôme et les rivières, ainsi que les lacs souterrains géants présents sur le substrat rocheux de l’Antarctique. Au fur et à mesure que les lacs se remplissent et se vident, la glace située à des centaines de mètres au-dessus monte et descend, parfois avec des variations de niveau allant jusqu’à 6 mètres.
Pour avoir une meilleure idée du fonctionnement d’un point chaud, les chercheurs du JPL ont examiné l’un des panaches mantelliques les plus étudiés sur Terre, le point chaud de Yellowstone. L’équipe scientifique a créé un modèle de panache mantellique afin de déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour expliquer ce qui se passe au niveau de la Terre Marie-Byrd. Ils ont ensuite utilisé l’Ice Sheet System Model (ISSM), qui montre les propriétés physiques de la banquise, pour étudier les sources naturelles de chaleur et de transport de cette chaleur. Ce modèle a permis aux chercheurs de tester différents scénarios montrant comment la chaleur est produite en profondeur sous la glace.
Leurs résultats montrent qu’en général l’énergie produite par le panache mantellique ne dépasse pas 150 milliwatts par mètre carré; une énergie supérieure ferait trop fondre la glace. La chaleur produite dans le Parc National de Yellowstone est en moyenne de 200 milliwatts par mètre carré. Les scientifiques ont également identifié une zone où le flux de chaleur doit être d’au moins 150-180 milliwatts par mètre carré, mais les données laissent supposer que la chaleur en provenance du manteau à cet endroit sort d’une fracture dans la croûte terrestre.
Dans la conclusion de leur étude, les chercheurs du JPL expliquent que le panache mantellique de la Terre Marie-Byrd s’est formé il y a entre 50 et 110 millions d’années, bien avant que la terre qui se trouve au-dessus ait été recouverte par la glace. Ils ajoutent que la chaleur produite par le panache a un «impact local important» sur la calotte glaciaire. Comprendre ces processus permettra aux chercheurs de déterminer le comportement de la banquise dans les années à venir.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

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Researchers at NASA have discovered a mantle plume producing almost as much heat as Yellowstone supervolcano under Marie Byrd Land in Antarctica, which lies between the Ross Ice Shelf and the Ross Sea. This hotspot is creating vast lakes and rivers under the ice sheet. The presence of a huge mantle plume could explain why the region is so unstable today, and why it collapsed so quickly at the end of the last Ice Age, 11,000 years ago.

For 30 years, scientists have suggested that a mantle plume may exist under Marie Byrd Land. Its presence would explain the volcanic activity seen in the area, as well as a dome feature that exists there. However, there was no evidence to support this idea. Now, scientists from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) have created advanced numerical models to show how much heat would need to exist beneath the ice to account for their observations which include the dome and the giant subsurface rivers and lakes that are present on Antarctica’s bedrock. As lakes fill and drain, the ice hundreds of metres above rises and falls, sometimes by as much as 6 metres.

To have a better idea of how a hotspot works, the JPL researchers looked at one of the most well studied magma plumes on Earth, the Yellowstone hotspot. The team developed a mantle plume model to look at how much geothermal heat would be needed to explain what is seen at Marie Byrd Land. They then used the Ice Sheet System Model (ISSM), which shows the physics of ice sheets, to look at the natural sources of heating and heat transport. This model enabled researchers to test out different scenarios of how much heat was being produced deep beneath the ice.

Their findings showed that generally the energy being generated by the mantle plume is no more than 150 milliwatts per square metre; any more would result in too much melting. The heat generated under Yellowstone National Park, on average, is 200 milliwatts per square meter. Scientists also found one area where the heat flow must be at least 150-180 milliwatts per square metre, but data suggests mantle heat at this location comes from a rift in the Earth’s crust where heat can rise up.

In the conclusion of their study, the JPL researchers say the Marie Byrd Land mantle plume formed 50-110 million years ago, long before the land above was hidden by ice. They add that heat from the plume has an “important local impact” on the ice sheet. Understanding these processes will allow researchers to work out what will happen to it in the future.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

L’Ouest Antarctique et la terre Marie-Byrd (Source: Wikipedia)

Vue de la Terre Marie-Byrd (Crédit photo: NASA)

 

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Confirmation de la fonte de l’Antarctique // Confirmation of the melting of Antarctica

Un article paru dans la revue Sciences et Avenir confirme un phénomène révélé depuis plusieurs mois par la presse américaine, tout en apportant quelques informations supplémentaires. La surface de la banquise en Antarctique, jusqu’alors relativement préservée des effets du réchauffement climatique, s’est brusquement réduite au cours des derniers mois, comme le montre le graphique ci-dessous.

Source: NOAA

 Contrairement à la glace du Groenland dont la surface se réduit considérablement année après année, la surface de la banquise antarctique demeurait, relativement stable, voire très légèrement à la hausse. C’est terminé. L’extension de la glace a brutalement décroché, passant de 16 à 14 millions de kilomètres carrés durant le mois de novembre qui correspond au début du printemps en Antarctique. Le phénomène a été provoqué en partie par des températures supérieures de 2 à 4°C aux normales saisonnières. Officiellement, l’origine précise de cette hausse des températures reste inconnue…

Il faudra observer attentivement la situation l’année prochaine au moment où la banquise va se reformer, après cette rupture hors norme qui marque peut-être la fin d’une tendance légèrement à la hausse observée depuis au moins les années 1970 (ligne bleue sur le graphique ci-dessus). Les glaciologues pensent que cette légère extension de la surface de glace en Antarctique était probablement due à trois facteurs : 1) Un brassage relativement faible entre les eaux de surface très froides et celles en profondeur dont la température est un peu plus élevée. Ce brassage naturel a peut-être été affaibli par l’apport d’eau douce, issue de la fonte des glaciers de l’Antarctique dans l’océan. 2) Des vents violents qui poussent régulièrement la glace de la banquise vers le large, ce qui contribue à augmenter son étendue sur l’océan. 3) Des eaux relativement froides dans le sud du Pacifique qui creusent un système de basse pression en mer d’Amundsen ; ce phénomène génère des vents qui contribuent à étendre la couverture de glace. Les données ne permettent pas actuellement de désigner lequel de ces facteurs a joué un rôle majeur dans le décrochage de la couverture glaciaire.

Des signes inquiétants sont apparus au niveau de l’énorme complexe glaciaire de l’Ouest Antarctique qui restait jusqu’à présent relativement stable. Depuis octobre 2016, une gigantesque fracture a fait son apparition et elle se propage très rapidement,  à la vitesse de cinq terrains de football par jour, de sorte qu’un gigantesque iceberg [NDLR : de la taille du département de la Lozère] menace de se détacher dans les mois à venir.

En l’état, la libération de cette énorme plaque n’aura sans doute pas de graves conséquences sur l’élévation des mers. Le problème, c’est que cette zone constitue une sorte de bouchon de glace. S’il venait à céder, une partie de ce qui est en amont pourrait glisser dans l’eau. Il est à noter que l’Antarctique représente 90% des réserves d’eau douce de notre planète. Si tout cet immense glacier venait à fondre, le niveau des océans pourrait s’élever d’une soixantaine de mètres. Nous n’en sommes pas encore là, mais les chercheurs pensent que la contribution de l’Antarctique prévue par le GIEC a été sous-estimée. Alors que les rapports du GIEC tablaient sur une contribution à l’élévation générale du niveau des mers inférieur à 10 cm d’ici 2100, des travaux scientifiques récents penchent plutôt pour un impact de l’ordre de plusieurs dizaines de centimètres. Afin de mieux prévoir les évolutions climatiques futures, un nouveau modèle – CNRM-CM6 – a été mis en place. La représentation de la physique de l’atmosphère est plus précise et celle du manteau neigeux a été nettement améliorée. L’accent a été mis sur l’hydrologie continentale ainsi que la modélisation des nappes d’eau souterraines.

Source : Sciences et Avenir.

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An article published in the magazine Sciences et Avenir confirms a phenomenon revealed for several months by the American press, while bringing some additional information. The Antarctic ice cap, previously relatively untouched by the effects of global warming, has abruptly shrunk in recent months, as shown in the graph below.

Unlike the ice of Greenland, whose surface area has considerably reduced year after year, the surface of the Antarctic ice remained relatively stable, even slightly increasing. It’s over. Ice extensions suddenly dropped from 16 to 14 million square kilometers during the month of November, which coincides with early spring in Antarctica. The phenomenon was caused in part by temperatures 2 to 4 ° C above seasonal normals. Officially, the precise origin of this rise in temperatures remains unknown …
Careful attention will have to be paid to the situation next year when the sea ice is re-forming, after this extraordinary decrease, which may mark the end of a slightly upward trend observed since at least the 1970s (blue line on the graph above). Glaciologists believe that this slight extension of the ice surface in Antarctica was probably due to three factors: 1) Relatively low mixing between very cold surface waters and those with a slightly higher temperature. This natural mixing may have been weakened by the supply of fresh water from the melting of Antarctic glaciers in the ocean. 2) Strong winds that regularly push the sea ice out to sea, which contributes to increasing its extent over the ocean. 3) Relatively cold waters in the southern Pacific which generate a low-pressure system in the Amundsen Sea; This phenomenon generates winds that contribute to the spread of ice cover. The data do not currently identify which of these factors has played a major role in the decrease of the ice cover.
Worrying signs have emerged in the enormous ice complex of West Antarctica, which until now had remained relatively stable. Since October 2016, a gigantic fracture has appeared and is spreading very rapidly, at the speed of five football pitches per day, so that a gigantic iceberg threatens to be released in the coming months.
As it stands, the release of this enormous plate will probably have no serious consequences on the rise of the seas. The problem is that this area is a kind of ice cork. If it were to yield, part of what is upstream could slip into the water. It should be noted that Antarctica accounts for 90% of the world’s freshwater reserves. If all this huge glacier melted, the ocean level could rise by some sixty meters. This is not hthe case yet, but the researchers believe that the contribution of Antarctica predicted by the IPCC has been underestimated. While IPCC reports assumed a contribution to the overall sea-level rise of less than 10 cm by 2100, recent scientific work has shown an impact of several tens of centimeters. In order to better predict future climate changes, a new model – CNRM-CM6 – has been developed. The representation of the physics of the atmosphere is more precise and that of the snowpack has been greatly improved. The emphasis has been put on continental hydrology and groundwater modeling.
Source: Sciences et Avenir.