Des violents séismes en Antarctique... deux fois par jour

En plantant depuis plusieurs années des sismographes et des récepteurs GPSGPS, une équipe américaine a mis en évidence un gigantesque glacier de cent kilomètres de large sur un kilomètre d'épaisseur. Cette énorme massemasse glisse vers l'océan au sein de ce que l'on appelle la Calotte Occidentale de l'Antarctique, ou, en anglais, WAIS (pour West Antarctic Ice Sheet). On désigne ainsi la partie du continent du côté des longitudes ouest, et qui contient la péninsule antarctique, cette langue de terre s'avançant en direction de l'Amérique du sud.

Entre 2001 et 2003, Douglas Wiens, un sismologuesismologue (Washington University in St Louis), avait installé 43 détecteurs en Antarctide (comme on appelle parfois le continent antarctique) pour analyser les inévitables vibrationsvibrations parcourant la glace en perpétuel mouvementmouvement. Il avait alors mis en évidence des tremblements de glace, semblables à ceux que d'autres équipes avaient  repérés au Groenland.

Mais dans la Calotte occidentale, ce sont de formidables ébranlements que les instruments ont détectés, étonnamment réguliers et violents. Deux fois par jour, les sismographes enregistrent une secousse dont l'énergieénergie correspond à un tremblement de terretremblement de terre de magnitudemagnitude 7, c'est-à-dire une puissance suffisante pour détruire une ville entière. Le terrible séisme qui a fait tant de dégâts en Chine le 12 mai dernier a été classé à 7,9.

Comment de telles secousses ont-elles pu passer inaperçues jusqu'ici ? Parce que ces tremblements de glace s'étalent sur une dizaine à une vingtaine de minutes, expliquent Wiens et ses collègues, alors qu'un séisme libère son énergie en quelques secondes seulement.

L'équipe de Douglas Wiens (derrière) vérifiant un sismographe destiné aux observations en Antarctide. © David Kilper

Saccades géantes

Pour mieux comprendre les mouvements de la glace, Wiens a travaillé avec Sridhar Anandakrishnan, un glaciologue de la Pennsylvania State University, qui, en 2004, avait planté une batterie de GPS. En comparant leurs séries de mesures, ces chercheurs ont découvert que cet énorme glacier avance brutalement à chaque secousse, de 46 centimètres en dix minutes, puis reste immobile durant douze d'heures.

Quel est le déclencheur de ces fracassants à-coups ? Peut-être la rupture d'un énorme bloc de banquisebanquise, à l'extrémité du glacier, là où il flotte sur l'océan et se disloque en icebergs. La brutale libération de contraintes mécaniques engendrerait alors une onde remontant le long du glacier.

Rien ne vient pour l'instant étayer cette hypothèse. Mais quelle qu'en soit la cause, le phénomène attire toute l'attention des glaciologues, qui ont désormais du travail devant eux pour expliquer ces tremblements de glace. Jusque-là, la progression d'un glacier était vue comme un mouvement à peu près continu. Mais ces observations en Antarctique évoquent au contraire un type de mouvement par saccades, souvent appelé stick-slip, signifiant à peu près collé-glissé. Ce phénomène physiquephysique très commun explique pourquoi un objet posé sur une surface légèrement inclinée ne bouge pas mais démarre brusquement pour ne plus s'arrêter quand l'inclinaison du support dépasse un certain seuil. C'est justement de cette manière que se déclenche un tremblement de terre. Visiblement, les glaciers peuvent aussi s'offrir du stick-slip.

Ces recherches présentent encore un autre intérêt. On sait que la fontefonte des glaces s'est accélérée en Antarctique et la manière dont ces énormes glaciers craquent et se disloquent influe directement sur l'élévation du niveau de l'océan. La vitesse à laquelle la glace coule vers la mer apparaît désormais comme un paramètre important de la régression des calottes polairescalottes polaires, ainsi que l'ont montré plusieurs scientifiques, dont Anny Cazenave et Eric Rignot. Mieux comprendre les mouvements de ces glaciers est donc indispensable pour prédire les effets du réchauffement climatiqueréchauffement climatique.