De la chaleur issue du noyau terrestre accélérerait la fonte des glaces en Arctique

Une station sismique sur la calotte glaciaire du Groenland installée par les auteurs de l’étude. L’accumulation de neige en un an est d’environ 1,5 m, et les panneaux solaires sont enfouis dans la neige. Le déneigement et l’entretien sont effectués manuellement par plusieurs personnes. (Photo: Genti Toyokuni)
La fonte accélérée des glaces en Arctique est en grande partie attribuable au réchauffement climatique selon de nombreuses études, mais de nouvelles recherches révèlent que d’autres phénomènes l’amplifieraient.

Des chercheurs ont ainsi découvert la présence sous le Groenland d’une remontée de roches chaudes, appelée panache mantellique, provenant des profondeurs de notre planète. 

Ce panache aurait pour effet de faire fondre la glace par dessous, selon Dr Genti Toyokuni, co-auteur de l’étude publiée en deux parties dans Journal of Geophysical Research.

« Les informations sur le panache du Groenland nous permettront de mieux comprendre les activités volcaniques dans ces régions et la problématique de l’élévation du niveau de la mer causée par la fonte de la calotte glaciaire du Groenland. »

Dr Genti Toyokuni, co-auteur de l’étude
Plusieurs points de sortie, une seule origine

L’activité géothermique dans l’Arctique n’est pas inconnue des scientifiques.

Des recherches précédentes ont démontré que l’Islande et l’île Jan Mayen, une île volcanique norvégienne située entre les mers de Norvège et du Groenland, avaient chacune des volcans actifs avec leurs propres panaches mantelliques. Les volcans constituent généralement le point de sortie des panaches mantelliques. 

L’archipel norvégien du Svalbard est quant à lui considéré comme une zone géothermique où un flux de chaleur élevé réchauffe les eaux souterraines.

Toutefois, l’origine de ces activités et leur relation a été très peu explorée jusqu’ici.

Ainsi, les chercheurs de l’université japonaise de Tohoku ont découvert un lien entre ces différents points : le panache du Groenland. Ils ont observé qu’il s’élevait de la limite noyau-manteau, la zone de séparation entre le noyau terrestre et le manteau, jusqu’à la zone de transition du manteau sous le Groenland.

Les scientifiques ont notamment remarqué que le panache du Groenland a deux branches additionnelles dans le manteau inférieur qui alimentent d’autres panaches dans la région. Cela fournit notamment de la chaleur aux régions actives d’Islande et de Jan Mayen et à la zone géothermique du Svalbard.

Un diagramme schématique montrant les principales caractéristiques tectoniques et les panaches mantelliques sous le Groenland et les régions environnantes. Légende : Plume = panache mantellique ; Vp = vitesse de l’onde P ; MAR = la dorsale médio-atlantique ; MTZ = la zone de transition du manteau (410-660 km de profondeur) ; CMB = la limite entre le noyau et le manteau à 2889 km de profondeur. (Source : Université de Tohoku)

Rappelons que la Terre est constituée d’une croûte sur laquelle nous marchons, puis, plus en profondeur, d’un manteau suivi de la limite noyau-manteau et enfin du noyau. Le manteau terrestre est quant à lui divisé en un manteau supérieur et inférieur. La zone de transition du manteau, située vers 410 et 660 kilomètres de profondeur, se situe entre les deux. 

La tomographie sismique

Afin de parvenir à ces résultats, l’équipe du Dr Genti Toyokuni s’est basée sur des mesures de la structure de la vitesse sismique en 3D de la croûte et de l’intégralité du manteau sous ces régions.

« La façon la plus directe de cartographier la structure interne du manteau est d’utiliser les ondes sismiques », explique une étude de l’ENS de Lyon sur la dynamique du manteau terrestre. « Les sismologues exploitent principalement les temps de parcours des différentes ondes enregistrées sur des milliers de sismographes de par le monde. »

Une vue cartographique de la tomographie de vitesse d’onde P à 5 km de profondeur sous le Groenland et les régions environnantes (à gauche). Les couleurs bleu et rouge indiquent respectivement les perturbations à haute et basse vitesse, dont l’échelle (en %) est indiquée à côté de la carte. Les pointillés blancs représentent les traces thermiques des panaches de l’Islande et de Jan Mayen qui sont affectés par le panache du Groenland. La zone entourée par les pointillés noirs est celle où se trouve le flux, causé par la fonte à la base des calottes glaciaires (Northeast Greenland Ice Stream) ; sa source d’eau est située à l’intersection des deux pistes thermiques. Une coupe verticale de la tomographie du manteau entier passant par le centre du Groenland et Jan Mayen (à droite). On peut voir que le panache du Groenland est la source de chaleur du volcan Jan Mayen. (Source : Tohoku University)

Cette méthode, la tomographie sismique, est similaire à un scanner du corps humain. Elle permet de créer des modèles en trois dimensions qui révèlent la structure à grande échelle du manteau terrestre.

Pour réaliser son étude, Dr Toyokuni a installé des sismographes sur la calotte glaciaire du Groenland dans le cadre du réseau de surveillance de la calotte glaciaire du Groenland (Greenland Ice Sheet Monitoring Network en anglais). Mis en place en 2009, le projet réunit des chercheurs de 11 pays.

L’équipe conjointe États-Unis–Japon est principalement responsable de la construction et de la maintenance des trois stations sismiques sur la calotte glaciaire.

Le co-auteur de l’étude ne compte toutefois pas s’arrêter là et espère pouvoir analyser le processus thermique plus en détail.

« Cette étude a dévoilé le tableau d’ensemble. Ainsi, l’analyse des panaches à un niveau plus localisé devrait révéler encore plus d’informations », conclut-il.

Mathiew Leiser, Regard sur l'Arctique

Né dans le sud de la France d'une mère anglaise et d'un père français, Mathiew Leiser a parcouru le monde dès son plus jeune âge. Après des études de journalisme international à Londres, il a rapidement acquis différentes compétences journalistiques en travaillant comme journaliste indépendant dans divers médias. De la BBC à l'Agence France Presse en passant par l'agence d'UGC Newsflare, Mathiew a acquis de l'expérience dans différents domaines du journalisme. En 2019, il décide de s'installer à Montréal pour affronter les hivers rigoureux et profiter des beaux étés mais surtout développer son journalisme. Il a rapidement intégré Radio Canada International où il s'efforce de donner le meilleur de lui-même au sein des différentes équipes.

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