Suivre en temps réel la couverture de glace sur l’océan Arctique grâce à la fibre optique

L'océan Arctique. (Jonathan Hayward / La Presse Canadienne)
L’océan Arctique (Jonathan Hayward/La Presse canadienne)
Des chercheurs américains ont utilisé un système fonctionnant avec des câbles sous-marins de fibre optique pour surveiller en temps réel l’étendue de la banquise, une technique avantageuse par rapport aux images satellites, selon eux.

Les travaux ont été réalisés sur une bande de 40 km de long dans la mer de Beaufort, au nord de l’Alaska­, et présentés lors du récent congrès de la Société américaine de sismologie.

La technologie utilisant la fibre optique donne un portrait beaucoup plus précis et à jour des conditions de glace sur la mer par rapport à l’imagerie satellite, qui offre une résolution de quelques kilomètres carrés et avec un décalage de quelques jours, explique le chercheur principal, Michael Baker, qui travaille aux laboratoires nationaux Sandia qui font partie du département américain de l’Énergie.

La technique se base sur la détection des ondes sismo-acoustiques sous-marines, et donc des infimes variations qui sont captées en différents points le long du câble de fibre optique déployé au fond de l’eau.  

Lorsque la mer est libre de glace, le vent et les vagues créent des perturbations acoustiques qui se propagent sous l’eau et qui sont détectées par le dispositif de fibre optique. Il s’agit de signaux plutôt forts.

« Lorsque vous mettez une couche de glace par-dessus, cela isole la colonne d’eau du vent, de sorte que vous ne générez pas vraiment de vagues », dit Michael Baker, dans un communiqué.

Une couche de glace qui glisse à la surface de l’eau génère un autre type d’ondes, plus faible, continue-t-il, qui peut être détecté et interprété pour donner une idée de la superficie des glaces. L’épaisseur de la glace a aussi une influence sur la propagation des ondes, et donc les scientifiques seraient aussi en mesure, avec plus de données, d’estimer cette épaisseur grâce aux ondes produites.

« Écouter » le bruit des vagues et des glaces

Pour leurs expériences, les chercheurs ont utilisé un câble désaffecté de la compagnie de télécommunications alaskienne Quintillion. Ils ont pu suivre un amas de glace qui s’est progressivement formé sur l’eau sur 20 km vers le large pendant 8 heures.

Pour suivre l’évolution de la banquise sur tout un océan, il faudrait multiplier les câbles sous-marins de fibre optique. Ceux-ci sont néanmoins déjà présents en plusieurs endroits sur le plancher océanique et servent notamment à la transmission de données.

« À l’échelle mondiale, les variations annuelles des fluctuations de la glace sont une bonne mesure de la santé globale de l’Arctique », ajoute Michael Baker, dont le domaine est la sismologie glaciaire.

Suivre les changements que subit la banquise est d’autant plus crucial dans une région où la couverture de glace a une importance économique, culturelle et écosystémique, soulignent les chercheurs. Elle est essentielle, par exemple, à la reproduction des phoques et influe sur la présence des ours polaires, rappellent-ils.

De plus, l’érosion des berges risque de s’accélérer avec la fonte du pergélisol et les tempêtes qui d’augmentent en fréquence et en intensité avec les changements climatiques. Dans ce contexte, la banquise agit comme un tampon contre les impacts des changements climatiques, mentionnent les chercheurs.

Michael Baker et ses collègues entendent poursuivre avec un projet de détection des températures avec des câbles pour suivre de plus près les variations que subit la couche de pergélisol sous-marine.

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