Pour le grand public, les câbles à fibre optique représentent avant tout la technologie qui achemine Internet au domicile. En réalité, ces câbles ont bien d’autres applications. Ils sont notamment capables de détecter les signaux du milieu environnant. Une technologie, la détection acoustique distribuée (DAS), est si sensible qu’elle pourrait même, dans les années à venir, avertir de l’imminence d’un séisme. La DAS permet de détecter des signaux de contrainte de fréquence acoustique, tout au long d’un tronçon de fibre (d’où le qualificatif de « distribuée »), par opposition à un sismomètre classique qui donne une mesure ponctuelle.
Des chercheurs ont récemment posé un câble à fibre optique sur le plancher océanique près d’un glacier du Groenland. La technique a révélé avec une précision inédite ce qui se passe lors d’un vêlage, lorsque des blocs de glace s’effondrent dans l’océan. Cela pourrait permettre de mieux comprendre les processus à l’origine de la détérioration rapide de la calotte glaciaire du Groenland.
Avant même que l’homme ne commence à modifier le climat, les glaciers du Groenland vêlaient naturellement. Lorsque les températures étaient plus basses, la calotte glaciaire se régénérait rapidement grâce aux chutes de neige.

Photo : C. Grandpey

Aujourd’hui, avec la hausse des températures, la fonte des glaces augmente la quantité d’eau de fonte qui s’écoule sous les glaciers, les lubrifie et accélère leur vitesse de progression. En conséquence, le Groenland perd désormais beaucoup plus de glace qu’il n’en régénère.
Le problème est que la plupart des modèles scientifiques sous-estiment la quantité de glace qui fond à l’endroit où les glaciers groenlandais sont en contact avec les fonds marins. Cela n’est pas dû à un manque d’efforts de la part des glaciologues ; il est surtout trop dangereux de s’approcher d’un vêlage pour recueillir des données.
C’est pour cela que les chercheurs ont tendu 10 kilomètres de câble à fibre optique parallèlement au front de vêlage d’un glacier dans un fjord du sud du Groenland . Chaque fois que le glacier se fracture et laisse tomber de la glace dans l’eau, il « pince » le câble, un peu comme un guitariste qui pince une corde. Ces vibrations diffusent la lumière à l’intérieur de la fibre optique vers deux « récepteurs » sur terre, alimentés par des panneaux solaires et des batteries. L’un d’eux traite les données DAS, là où l’acoustique se propage dans l’eau, tandis que l’autre détermine les variations de température dans le fjord.
Lors d’un vêlage, un mur d’eau s’éloigne du front du glacier, mais le système DAS est également en mesure de détecter le mouvement de l’eau sous la surface. Des vagues, parfois gigantesques, s’agitent le long du câble sous-marin, soulevant et abaissant l’interface entre les eaux froides de surface et les eaux chaudes profondes.

Vêlage du glacier Sawyer en Alaska (Vidéo : C. Grandpey) :

https://www.youtube.com/watch?v=jZtvNMxoxdY

En général, l’eau plus chaude et plus salée plonge vers le fond car elle est plus dense, tandis que l’eau plus froide et plus douce issue de la fonte du glacier reste à la surface. Cette eau froide forme également une sorte de couche isolante au bord du glacier, empêchant la fonte de se poursuivre. Or, le câble à fibre optique montre que lorsqu’un pan de glace tombe dans le fjord, il fait remonter les eaux plus chaudes à la surface et perturbe la couche isolante, ce qui favorise la fonte du glacier. De plus, à mesure que l’iceberg s’éloigne du glacier, il brasse encore plus d’eau, un peu comme un bateau qui crée son propre sillage, phénomène invisible sous la surface.
Contrairement aux scientifiques qui naviguent autour d’un front de vêlage, les câbles à fibre optique collectent de nombreuses données, sans danger pour l’homme. Les chercheurs n’ont pu exploiter leur câble que pendant trois semaines, mais ils prévoient de mener d’autres études en utilisant des relevés à des échelles de temps beaucoup plus longues, afin de surveiller l’évolution du vêlage tout au long de l’année. S’ils parviennent à déployer davantage de câbles près des zones habitées le long des côtes du Groenland, ils pourraient même concevoir un système d’alerte précoce pour les tsunamis provoqués par le vêlage des glaciers.
Source : Grist via Yahoo News.

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For the general public, fiber optic cables are above all known as the technology that brings the Internet to their homes. Actually, the cables have many more applications. In particular, they are able to detect signals from the surrounding environment: Known as distributed acoustic sensing, or DAS, the technology is so sensitive that it may one day in the coming years even warn you of an impending earthquake.

Today, researchers have laid a fiber optic cable on the seafloor near a glacier in Greenland, revealing in unprecedented detail what happens during a calving event, when chunks of ice drop into the ocean. That, in turn, could help better understand the hidden processes driving the rapid deterioration of the island’s ice sheet.

Even before humans started changing the climate, Greenland’s glaciers were calving naturally. When temperatures were lower, the ice sheet was also readily regenerating as snow fell.

As temperatures have climbed, more melting is creating more meltwater, which flows underneath glaciers, lubricating them and accelerating their speed. Accordingly, Greenland now sheds much more ice than it regenerates.

The challenge is that most models underestimate the amount of ice melting where Greenland’s glaciers touch the sea. This is not due to a lack of effort from glaciologists ; it’s just extremely dangerous to get up close to massive chunks of falling ice to collect data.

Taking a different aproach in a fjord in south Greenland, researchers strung 10 kilometers of cable parallel to a glacier’s “calving front.” Whenever the glacier fractured, or dropped ice into the water, it “plucked” the cable, like a guitarist plucking a string. These vibrations scattered light in the fiber optics back to two “interrogator” devices, powered by solar panels and batteries, on land. One of these handled the DAS data, or the acoustics propagating through the water, while the other determined temperature changes in the fjord.

During a calving event, a wall of water rushes away from the ice. But the DAS system also picked up a hidden movement of water beneath the surface, as the waves, which can be huge, pulsed across the seafloor cable, raising and lowering the interface between cold surface waters and warm deep waters.

Typically, warmer, saltier water sinks to the bottom because it is denser, while colder, fresher water from glacial melt sits at the surface. The latter also forms a sort of insulating layer at the edge of the glacier, preventing more melting. But the fiber optic cable shows that as an iceberg drop into the fjord, it stirs those warmer waters to the surface and disturbs the insulating layer, thus encouraging more melting of the glacier. And as the iceberg drift away from the glacier, it stirs still more water, like a boat creating its own wake, but invisible under the surface.

In contrast to scientists boating around a calving front, fiber optic cables cheaply, safely, and passively collect a lot of of data. The researchers were only able to operate their cable for three weeks, but they plan to do further studies that use readings from much longer timescales, monitoring how calving changes throughout the year. If they’re able to deploy more cables near Greenland’s coastal cities, they might even be able to design an early-warning system for ice-induced tsunamis.

Source : Grist via Yahoo News.