La Patagonie s'élève alors que les glaciers fondent

Les champs de glace qui s'étendent sur des centaines de kilomètres le long de la crête de la Cordillère des Andes en Argentine et au Chili fondent à l'un des rythmes les plus rapides de la planète. Dans le même temps, le sol sous cette couche de glace se déplace et s'élève à mesure que les glaciers disparaissent. Aujourd'hui, les géologues ont découvert un lien entre la perte récente de la masse de glace, le soulèvement rapide des roches et une faille entre les plaques tectoniques qui sous-tendent la Patagonie.

Un groupe de scientifiques de l'université de Washington à St. Louis (Missouri), dirigé par le sismologue Douglas Wiens, vient de terminer l'une des premières études sismiques des Andes patagoniennes. Dans une publication parue dans la revue Geophysical Research Letters, ils décrivent et cartographient la dynamique locale de la subsurface de la Patagonie.

Les dérivations de l'étude sont très pertinentes car les informations obtenues ont des applications au-delà de la Patagonie. En raison de la pandémie de COVID, les équipes n'ont pas pu partir en 2020, et ont apporté une année supplémentaire de données à l'étude.

Les champs de glace fondent et le sol se soulève

Ils ont notamment découvert que les variations de la taille des glaciers lors de leur croissance et de leur retrait, combinées à la structure du manteau qu'ils ont visualisée dans l'étude, entraînent un soulèvement rapide et spatialement variable dans cette région. Les données qu'ils ont obtenues montrent comment un rift dans la plaque tectonique descendante, à environ 100 kilomètres sous la Patagonie, a permis à des matériaux mantelliques plus chauds et moins visqueux de s'écouler sous l'Amérique du Sud.

Au-dessus, les champs de glace ont rétréci, supprimant le poids qui faisait autrefois fléchir le continent vers le bas. Les scientifiques ont constaté une très faible vitesse sismique dans et autour du rift, ainsi qu'un amincissement de la lithosphère rigide recouvrant le rift. Ces conditions particulières du manteau sont à l'origine de bon nombre des changements récents observés en Patagonie, notamment le soulèvement rapide de certaines zones qui étaient auparavant recouvertes de glace.

"Les faibles viscosités signifient que le manteau réagit à la déglaciation sur une échelle de temps de quelques dizaines d'années, plutôt que de milliers d'années, comme nous l'observons au Canada, par exemple", explique Wiens à Phys.org. Cette situation explique pourquoi le GPS a mesuré de grandes élévations dues à la perte de masse de glace. Un autre fait intéressant est que la viscosité est plus élevée sous la partie sud du champ de glace de la Patagonie méridionale par rapport au champ de glace de la Patagonie septentrionale, ce qui contribue à expliquer pourquoi les taux de soulèvement varient du nord au sud.

Aide à prévoir les changements du niveau de la mer

En termes simples, lorsque les glaciers fondent, un poids énorme est retiré du sol qui les soutenait autrefois. D'énormes quantités d'eau, auparavant stockées sous forme de glace, se déversent dans les océans. La terre nouvellement libérée rebondit et s'élève. Bien que ces données aient été obtenues dans les champs de glace de Patagonie, les scientifiques constatent ce comportement dans d'autres endroits du monde où les glaciers fondent.

Le mouvement continu de la terre, connu sous le nom d'"ajustement isostatique glaciaire", est important pour de nombreuses raisons, mais surtout parce qu'il affecte les prévisions d'élévation du niveau de la mer dans le cadre de scénarios de réchauffement climatique futurs. Selon Mark, l'une des découvertes les plus intéressantes de cette étude est que les parties les plus chaudes et les moins visqueuses du manteau se trouvent dans la région du rift, ou fenêtre de dalle, sous la partie des champs de glace de Patagonie qui s'est ouverte le plus récemment.

Mark et Wiens ont travaillé avec des collègues du California Institute of Technology/Jet Propulsion Laboratory, de l'Université nationale de La Plata, de la Southern Methodist University et de l'Université du Chili pour réaliser l'étude sismique, qui a été financée par la National Science Foundation.