Des scientifiques écoutent les glaciers pour découvrir les secrets des océans

Note de l’éditeur: Call to Earth est une initiative de CNN en partenariat avec Rolex. Michel André C’est un lauréat du prix Rolex.

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Snap, bang, bang : le bruit d’un glacier. De grands corps de glace dense peuvent ressembler à des blocs statiques, mais ils coulent, se fissurent, grossissent et se contractent, et ces processus sont tout sauf silencieux.

En fait, les glaciers sont connus pour être envahissants. Des cubes de celui-ci ont longtemps été utilisés sur les navires de croisière de l’Alaska, ajoutés au scotch ou au gin tonic, car la glace émet un sifflement unique lorsqu’elle libère lentement l’air sous pression intense qui y est retenu depuis des centaines, voire des milliers d’années.

Mais les sons des glaciers peuvent être utilisés pour plus que de simples glaçons frais. avec De nombreux glaciers dans le monde rétrécissent En raison de la crise climatique, les scientifiques cherchent à analyser ce bruit pour prédire exactement à quelle vitesse la glace fondra et ce que cela pourrait signifier pour l’élévation du niveau de la mer.

« Les glaciers reculent rapidement à mesure que l’atmosphère et les océans se réchauffent », explique Grant Dean, océanographe chercheur à la Scripps Institution of Oceanography de San Diego, en Californie. « Si nous voulons (prédire) l’élévation du niveau de la mer… nous avons besoin d’un moyen de surveiller ces systèmes de glace et le son sous-marin pourrait être un moyen important et intéressant de le faire. »

Dean, qui travaille dans le domaine du son sous-marin depuis plus de deux décennies, explique qu’il existe deux processus principaux par lesquels les glaciers reculent, et que les deux produisent des bruits distincts. Il y a « le son brillant et vibrant des bulles qui explosent dans l’eau lorsque la glace fond », dit-il, qu’il compare aux feux d’artifice ou au bacon grésillant. Et il y a le « bang sinistrement profond » de l’événement de naissance, lorsqu’un morceau de glace se brise à l’extrémité d’un glacier, ce qui, selon lui, ressemble à un tonnerre prolongé.

Les deux événements se produisent à la frontière où la glace rencontre l’océan, généralement une zone très dangereuse pour les humains. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’acoustique, qui peut être surveillée de loin, est si précieuse.

L’utilisation des sons sous-marins pour prédire la fonte des glaces est encore un domaine relativement nouveau. En 2008, l’éminent océanographe Wolfgang Berger a co-écrit un article dans la revue scientifique sciences naturelles de la terre qui proposait l’utilisation de l’hydroacoustique (son dans l’eau) pour surveiller les calottes glaciaires du Groenland. Cela a inspiré Dean – qui écoutait déjà les vagues déferlantes de l’océan pour comprendre comment les gaz se déplacent de la mer à l’air – à tourner ses oreilles vers les glaciers.

« La montée des océans affectera une grande partie de notre civilisation. Nous devons être en mesure de prédire la stabilité de ces calottes glaciaires afin de bien planifier et de bien vivre avec les changements de notre environnement », dit-il.

En utilisant des microphones sous-marins pour enregistrer le son des naissances de veaux au glacier Hans, à Svalbard, dans le nord de la Norvège, ainsi que des photographies en accéléré, Deane et Oskar Glowacki de l’Académie polonaise des sciences montrent que la quantité de perte de glace peut être estimée à partir de la bruit généré lorsqu’un iceberg heurte l’océan. Leurs conclusions ont été publiées dans Magazine Cryosphère en l’an 2020.

Les bulles d’air peuvent également révéler des informations vitales. « Si nous pouvons compter le nombre de bulles sortant de la glace dans une unité de temps donnée, nous pouvons dire combien de glace a fondu », explique Dean. Cela peut être essentiel pour comprendre la quantité de glace qui fondra à l’avenir.

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C’est une idée simple, mais loin d’être simple dans la pratique. Dean dit que la taille des bulles d’air change en fonction de la façon dont elles sont libérées, et il est possible que les niveaux de bruit varient entre les glaciers en raison de la géologie et des conditions locales.

mais la religion Rechercher, se concentrant principalement sur le Svalbard, ont montré que l’intensité du son produit par les bulles d’air augmente avec l’augmentation de la température de l’eau, indiquant que le volume peut être un indicateur de la fonte des glaces. « A chaque expédition, nous nous rapprochons de la réponse réelle car nous pouvons convertir ces signaux en nombres dont nous avons besoin », dit-il.

Plusieurs méthodes différentes, dont certaines plus sophistiquées, existent en fait pour étudier les glaciers, notamment la sismologie, l’imagerie par satellite, le sonar sous-marin et le radar pénétrant dans la glace. Mais Dean insiste sur le fait que l’acoustique peut compléter ces méthodes et offrir certains avantages.

Les hydromics (microphones sous-marins) peuvent être déployés dans les détroits de glace et surveillés à distance sur de longues périodes, dit-il, et contrairement aux observations par satellite, qui ne fonctionnent pas pendant six mois de l’année lorsqu’il fait noir aux pôles Nord et Sud, la technologie acoustique Elle fonctionne toute l’année et est moins chère que les autres méthodes.

Écouter les glaciers nous montre non seulement comment ils fondent, mais cela peut également nous en apprendre davantage sur l’écosystème marin. La glaciologue Irene Pettit a utilisé la technologie acoustique pour déterminer ce fjords glacés Sont parmi les endroits les plus bruyants de l’océan grâce au sifflement constant des bulles d’air émises lors de la fonte des glaces, et ces bruits peuvent constituer un refuge pour les mammifères marins.

Pettit et son équipe de chercheurs ont observé comment les phoques nagent vers les baies glaciaires en Alaska et en Antarctique, peut-être pour se protéger des baleines prédatrices qui n’aiment pas les bruits forts.

« L’écosystème change à mesure que le paysage audio change », dit-elle, ajoutant que si le volume augmente ou diminue, il y aura un effet d’entraînement. « Si le glacier se retire du fjord et qu’il y a un peu de glace dans l’eau elle-même, le son diminuera lentement… alors ce n’est plus bruyant et ce n’est plus un endroit sûr pour les phoques. » De cette façon, les mesures acoustiques peuvent donner un aperçu du déclin des populations de phoques dans ces zones.

Pettit note que le domaine de l’acoustique en est encore à ses débuts et que pour mesurer l’évolution à long terme des glaciers, les scientifiques devront recueillir davantage de données sonores. Mais elle croit que la technologie est très prometteuse.

« L’audio ne nous donne pas toutes les réponses, mais il offre un moyen relativement peu coûteux et facile à utiliser de capturer le fjord et l’ensemble de l’environnement glacé », dit-elle. Elle ajoute que si les hydrophones sont déployés sur une longue période, ils pourraient aider les scientifiques à comprendre les niveaux de bruit « normaux » des glaciers et à détecter les sons anormaux pouvant indiquer une instabilité.

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L’objectif de Deane est de suivre les traces de feu Wolfgang Berger et de mettre en place des stations de surveillance acoustique à long terme au Groenland pour aider à suivre la stabilité de la calotte glaciaire, qui pourrait augmenter. Niveau de la mer par 25 pieds S’il se dissout complètement.

« Je veux des systèmes d’exploitation forestière qui vont du sud au nord autour des glaciers du Groenland », dit-il. « La première tâche est de s’assurer que nous pouvons comprendre les sons. Si nous pouvons prouver que nous pouvons le faire, alors nous pouvons prouver que nous devons constamment écouter ces glaciers. »

« L’avenir des océans dépend de nous[les humains] », ajoute-t-il. « Nous devons commencer à écouter ce qu’ils nous disent. »