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Posté par Adrien le Mardi 13/02/2018 à 00:00
Les causes de l'effondrement de deux glaciers au Tibet

(a) Village de Aru proche du site de l'avalanche. Les habitants y vivent à l'année mais passent les mois d'été en camps d'estive pour l'élevage de yacks et moutons. Un de ces camps a été rasé par la première avalanche (photo A. Gilbert). (b) Image satellitaire Planet du site des deux avalanches en décembre 2016 (Crédits Planet Lab Inc.). (c) Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) des conditions thermiques des glaciers avant l'effondrement (dessin par James Tuttle Keane, Nature Geoscience, 2018), doi:10.1038/s41561-018-0063-2.
Une équipe internationale de chercheurs dont cinq français vient de publier une étude qui décrypte les mécanismes ayant provoqué l'effondrement inattendu de deux glaciers au Tibet en 2016. L'analyse d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) d'observations satellitaires, sismiques et de terrain ainsi que l'élaboration d'un modèle numérique montrent que le caractère exceptionnel de ce double effondrement peut être expliqué par une combinaison (Une combinaison peut être :) de facteurs climatiques, géologiques et morphologiques.

Le 17 juillet 2016, un glacier (Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées. Écrasée sous son propre poids, la...) de la cordillère Aru au Tibet s'est soudainement détaché, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur...) une avalanche de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) qui tua 9 personnes. Le 21 septembre 2016, un autre glacier situé à moins de 3 km s'écroulait à son tour sans faire de victimes. Ces événements ont surpris les spécialistes du risque glaciaire, car il n'existait qu'un seul cas similaire documenté auparavant (celui du glacier Kolka dans le Caucase en 2002). L'effondrement du second glacier avait pu être anticipé grâce aux avancées récentes en télédétection (actualité du 02 octobre 2016).

Depuis, les volumes impliqués dans ces deux effondrements ont pu être estimés finement par stéréoscopie satellitaire. Les vitesses d'avalanche ont pu être estimées par l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) sismologique. On sait désormais que les volumes détachés sont 68 et 83 millions de mètres cubes et qu'ils se sont déplacés à près de 100 km/h en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer la...), avec une vitesse (On distingue :) maximum proche de 250 km/h. Pour se représenter l'ampleur de chaque événement, il faut donc imaginer un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de glace équivalent à plus de 200 fois la Tour Montparnasse (La Tour Maine-Montparnasse, plus communément appelée Tour Montparnasse, est un immeuble de grande hauteur construit dans le sud-ouest de Paris, par les architectes Roger...) propulsé à la vitesse d'un train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de...) à grande vitesse !

Au-delà de ces observations, les causes des effondrements restaient à élucider dans la perspective de prévenir ce nouveau type de risque naturel. Pour cela, l'équipe a mis en oeuvre un modèle numérique permettant de reconstituer l'évolution du bilan de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) et du profil thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...) du glacier. Pour réaliser des simulations fiables dans cette zone peu instrumentée (pas d'observations glaciologiques, hydrologiques ou météorologiques à proximité), l'équipe s'est appuyée sur un vaste catalogue de données satellitaires et climatiques disponibles à l'échelle globale. Le modèle de bilan de masse du glacier a été forcé par des données de réanalyses climatiques et contraint à l'aide d'archives satellitaires qui permettent de reconstruire les changements de volume des glaciers sur les 15 dernières années. Des échantillons prélevés sur place ont permis de caractériser la lithologie du substrat sur lequel reposait le glacier, et la lithologie de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) à plus grande échelle a également été caractérisée par télédétection.


(a) Carte montrant les positions des stations sismiques du réseau international (triangles) utilisées pour observer l'avalanche des deux glaciers situés dans la zone d'Aru (étoile). (b) Graphique montrant les vitesses sismiques enregistrées aux différentes stations en fonction du temps en abscisse et de la distance à la source (l'avalanche) en ordonnée. Le panel (Le panel est un groupe de personnes interrogées régulièrement sur leurs opinions ou leurs attitudes. Les personnes peuvent participer aux...) de gauche correspond au premier événement, et celui de droite au deuxième événement. Le paquet d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie...) observé avec un retard croissant avec la distance épicentrale est dû à l'avalanche glaciaire, et peut être utilisé pour estimer les volumes et vitesses d'avalanches associées.

La modélisation suggère qu'avant l'effondrement les parties centrales des glaciers avaient une base tempérée (c'est-à-dire à la température de fonte), tandis que leurs parties hautes et leurs fronts avaient gardé une base "froide" qui ancrait les glaciers sur leur substrat. Dans cette région et depuis le milieu des années 90, une hausse de la température de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) et des précipitations aurait augmenté l'accumulation de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont...) sur la partie haute des glaciers et favorisé la percolation (À partir d'une certaine quantité critique de fluide sur une cloison, un pont s'établit permettant au fluide de la traverser) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de fonte en amont des fronts gelés. La faible cohésion du substrat argileux-sableux des glaciers aurait été réduite par l'apport d'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) ce qui aurait produit un déséquilibre entre les forces gravitaires en amont et les forces de frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) en aval qui retenaient la masse de glace instable. Le développement de l'instabilité est clairement visible par l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens...) des variations d'épaisseur des glaciers. Elle révèle une anomalie de transfert de masse (Dans le jargon automobile, le transfert de masse (souvent confondu avec le transfert de charge) se rapporte à la redistribution du poids soutenu par chaque pneu pendant...) depuis la partie haute du glacier vers la langue terminale, anomalie caractéristique d'un glacier en régime de "surge" (crue glaciaire). Cette anomalie peut être détectée dès 2010, soit 6 années avant l'effondrement. De nombreux glaciers de la région développent des instabilités similaires durant la même période qui coïncide avec une augmentation marquée (50%) de la fonte de surface. La lithologie spécifique observée dans les cônes de déjection en aval des deux glaciers suggère que la nature des substrats est un facteur permettant d'expliquer pourquoi un tel effondrement ne s'est pas produit dans ces glaciers voisins pourtant soumis aux mêmes conditions climatiques. Les caractéristiques morphologiques (pente et forme incurvée) des deux glaciers, qui ressemblent à celles du glacier Kolka, ont influencé la répartition initiale des masses et ont probablement joué un rôle important dans le fait que ces deux glaciers seulement se soient effondrés.

Les jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant...) précédents l'effondrement du premier glacier, l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) satellitaire radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) indique que la surface des glaciers était en régime de fonte jusqu'aux sommets. Enfin, un événement pluvieux, détecté par satellite (Satellite peut faire référence à :) également, a eu lieu la veille du premier effondrement sur un glacier déjà bien humide et pourrait être le facteur déclencheur final.

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Source: CNRS-INSU
 
Jeudi 15 Février 2018 à 00:00:07 - Vie et Terre - 0 commentaire
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