La banquise arctique: plus "fragile" qu'on ne le croit

A partir d'observations de surface et de données satellite, des chercheurs francais du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) et des chercheurs américains du Dartmouth College et de l'Université de Washington remettent en question le comportement mécanique de la banquise. Considérée jusque-là par les modélisateurs comme un fluide visqueux, celle-ci se comporterait tout au contraire comme un solide fragile.


La banquise et la façon dont elle se déforme sous l'effet des vents et des courants marins font l'objet d'une attention soutenue de la part des modélisateurs du climat. En effet, cette très fine pellicule de glace (quelques mètres d'épaisseur au maximum), qui se forme à la surface des océans en Arctique et Antarctique, a un rôle fondamental dans le climat de la Terre: en réfléchissant une très grande part de l'énergie solaire incidente et en jouant le rôle d'isolant thermique, elle contrôle fortement les échanges d'énergie entre l'océan et l'atmosphère dans ces régions. En outre, elle évolue. Ainsi, depuis le début des observations satellitaires, il y a environ 30 ans, la superficie estivale de la banquise arctique a chuté de plus de 20 %. Et cette diminution, vraisemblablement due au réchauffement climatique, pourrait elle-même le renforcer en amplifiant l'absorption de l'énergie solaire par l'océan...

Dans tous les modèles climatiques actuels, la banquise est considérée comme une couche "fluide" visqueuse. Ceci peut paraître bien surprenant à l'explorateur polaire ou au scientifique de terrain marchant sur cette plaque solide parsemée de fractures. Mais les modélisateurs postulent qu'aux grandes échelles de temps (au-delà de quelques jours) et d'espace (au-delà de 10 kilomètres), la banquise se comporte effectivement comme un fluide visqueux.

Des chercheurs du LGGE, en collaboration avec des chercheurs américains du Dartmouth College et de l'Université de Washington, ont analysé des données de contraintes mesurées directement sur la banquise. Ils ont combiné ces mesures à des observations satellite permettant d'observer la déformation de la banquise. Leur étude, qui vient d'être publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, démontre que l'approximation des modélisateurs n'est pas correcte. En fait, même aux grandes échelles de temps et d'espace, la banquise ne s'écoule pas comme un fluide visqueux. Elle se comporte comme une plaque fragile parsemée de fractures de toutes tailles, depuis le mètre jusqu'à des longueurs gigantesques, certaines d'entre elles parcourant une bonne part du bassin arctique, un peu à l'image des failles de la croûte terrestre. La déformation de la glace se localise fortement au niveau de ces failles, au cours d'épisodes brefs et intenses.

Cette découverte va nécessiter de reconsidérer la manière dont la banquise est appréhendée dans les modèles climatiques. Toutefois, introduire les lois mécaniques de la fracturation dans ces modèles ne sera pas une tâche facile pour des raisons de résolution numérique.