Une nouvelle carte montre à quoi ressemble l'Antarctique sous les 2 000 mètres de glace qui le recouvrent

La surface de Mars a été photographiée par la sonde entre 1996 et 2001. Toutes ses vallées et montagnes sont connues avec une résolution spatiale allant jusqu'à 50 mètres. Celle de Vénus a été cartographiée en 1989. Les cartes obtenues montrent des détails jusqu'à 100 mètres. Les images de Mercure capturées par le vaisseau spatial depuis 2011 ont atteint des résolutions allant jusqu'à 665 mètres. Or, ici sur Terre, la résolution des cartes de la surface rocheuse de l’Antarctique ne descend pas en dessous de 50 kilomètres. La faute ? Une couche de milliers de mètres de glace qui brouille les contours de l’Antarctique. Aujourd'hui, un ouvrage publié dans la revue montre à quoi ressemble le continent Antarctique grâce à la rugosité de l'extérieur de la couche gelée qui le cache.

L’Antarctique, avec ses 13,6 millions de kilomètres carrés d’étendue, est près de 28 fois plus grand que l’Espagne et sept fois plus grand que le Mexique. Mais 99 % du continent est recouvert en permanence de glace et ce n'est pas petit : 27,17 millions de kilomètres cubes, selon Bedmap3, l'avant-dernière carte, celle promue par le Comité scientifique pour la recherche antarctique (SCAR, pour son acronyme en anglais). Un kilomètre cube de glace mesure 1 000 mètres de long sur 1 000 mètres de large et 1 000 mètres de haut, soit 27,17 millions de fois. C'est pourquoi il n'est pas facile de savoir à quoi ressemble la terre en dessous.

« Nous observons une relation entre les caractéristiques du paysage sous la glace et les ondulations de sa surface », explique Helen Ockenden, première auteure de l'étude et glaciologue à l'Edinburgh Cryosphere, un institut de l'université de la ville écossaise. « Les mathématiques décrivant cette relation sont bien connues depuis les années 1960, mais nous pouvons désormais les combiner avec les observations satellitaires modernes de la surface de la glace et les utiliser pour cartographier le paysage sous la glace », ajoute Ockenden. « C'est comme naviguer en canoë et trouver des rochers cachés sous la surface de l'eau, mais ces rochers produisent des tourbillons qui aident à les localiser. La glace est beaucoup plus visqueuse que l'eau et s'écoule très différemment, mais on peut utiliser les caractéristiques de la surface de la glace pour identifier les collines et les vallées cachées », compare le chercheur de l'université de Grenoble Alpes, en France.

Les premières cartes du substrat rocheux ont commencé dans les années 1950. Ils y sont parvenus pour la première fois en faisant exploser des explosifs dans des trous de la couche gelée et en mesurant avec des sismographes le temps qu'il a fallu pour que l'écho de l'explosion rebondisse ainsi que la forme de la vague. Avec les radars, notamment aéroportés, ils sont devenus plus perfectionnés. Mais il n’existait que des données fiables sur les pistes – les routes – sur lesquelles ils survolaient. Pour le reste du territoire, les informations disponibles issues de la topographie détectée sont extrapolées aux zones d'ombre. En 2025, Bedmap3, la carte propulsée par SCAR, cumulait toutes les données obtenues depuis les années 1960, enrichies de 82 millions de nouveaux points de référence. La méthode publiée éclaire désormais les ombres qui restaient : avec les images haute résolution de la couche gelée offertes par les satellites actuels, ils en déduisent à quoi ressemble la terre sur laquelle elle repose.

C’est comme si l’orographie de la glace de l’Antarctique était une image miroir du fond sur lequel elle repose. L'épaisseur moyenne de la couche gelée est de 1 948 mètres, un chiffre qui s'élève à 2 148 mètres si l'on exclut les grandes plates-formes de glace flottant sur la mer. Mais la moyenne cache d'énormes oscillations, depuis quelques mètres dans les zones les plus proches des côtes de la péninsule Antarctique, à l'ouest, jusqu'à la fin de la couche gelée, qui culmine à 4.757 mètres, un plateau presque aussi haut que le Mont Blanc, dans une vaste zone de la Terre de Wilkes, dans l'Est de l'Antarctique.

« Imaginons que les Pyrénées soient recouvertes d'une couche de glace de deux kilomètres d'épaisseur et que la seule façon d'essayer de comprendre la forme des montagnes en contrebas était de faire quelques profils depuis les airs, mais qu'elles étaient séparées d'environ 10 kilomètres et que nous essayions ensuite d'interpoler la forme de toutes les montagnes », explique le glaciologue Robert Bingham, professeur à la cryosphère d'Édimbourg et auteur principal de la recherche. « Simplement, nous ne verrions pas tout le paysage, mais plutôt quelque chose de beaucoup plus uniforme entre les points avec les données obtenues à partir des tracés 2D », ajoute le chercheur. « Cependant, si nous appliquions notre méthode, il est très probable que la surface de cette calotte glaciaire au-dessus des Pyrénées (comme nous le voyons aujourd'hui en Antarctique) contienne des collines et des dépressions très subtiles, avec peut-être seulement quelques mètres de dénivelé, mais suffisamment pour que cette information nous permette d'obtenir une estimation beaucoup plus précise de l'apparence des montagnes en contrebas », complète-t-il.

Le nouveau travail ne découvre pas de nouvelles chaînes de montagnes ou de grands lacs sous la glace comme ceux découverts par Bedmap3. On savait déjà que sous la glace il n’y a pas de continent uniforme. En effet, si la couche gelée fondait, en plus d'élever le niveau de la mer de la planète entière d'environ 57 mètres, cela révélerait une partie émergée dans la partie orientale du continent, mais un archipel de grandes îles dans la partie occidentale, car une bonne partie se trouve sous le niveau de la mer. Il semble peu probable que les humains le voient un jour. Même au rythme actuel de réchauffement, il faudrait des centaines de milliers d’années, voire des millions, pour que l’Antarctique soit libérée de la glace qui a commencé à le cacher il y a 34 millions d’années.

« Notre méthode complète Bedmap : ce que nous avons fourni, c'est une vue plus précise de la forme du paysage entre les points où se trouvent des traces radar en Antarctique », souligne Bingham, qui fait partie du consortium international de scientifiques de l'Antarctique. Cependant, son collègue espagnol Jerónimo López va un peu plus loin. « La nouvelle méthode combine les mesures disponibles de l'épaisseur de la glace avec l'interprétation de la physique de l'écoulement glaciaire et de ses caractéristiques de surface, révélées par les récentes observations à haute résolution existantes, pour identifier plus en détail la topographie existant sous la glace », explique López, professeur à l'Université autonome de Madrid et président du SCAR jusqu'en 2016.

López, qui n'a pas participé à cette étude, et Bingham, l'un de ses auteurs, soulignent l'importance de savoir à quoi ressemble réellement l'Antarctique sous la glace. « Connaître la topographie cachée sous la glace de l'Antarctique aide à comprendre l'interaction entre la glace et le substrat rocheux et à quoi pourrait ressembler la réponse de l'Antarctique au réchauffement », explique López. « Au niveau le plus élémentaire, mais crucial, la forme de la surface sur laquelle coule la glace définit la friction à laquelle cet écoulement de glace est confronté, ce qui à son tour affecte la rapidité avec laquelle il s'écoulera dans la mer, fondra et contribuera donc à l'élévation du niveau de la mer », rappelle Bingham.

Dans l’ensemble, ce ne sera pas la dernière carte de l’Antarctique. L'amélioration se concentre sur ce que l'on appelle la méso-échelle, avec des résolutions comprises entre 2 et 30 kilomètres. « La glace interagit avec le substrat rocheux à différentes échelles, pas seulement à la mésoéchelle », rappelle dans un email Duncan A. Young, chercheur à l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (États-Unis). « Si nous considérons cela à l'échelle humaine, avec cette carte, nous pourrions voir les caractéristiques des villes, mais pas les quartiers », compare Young, qui a publié un commentaire sur cette nouvelle méthode, également publié dans . Young espère qu'avec des méthodes comme celle présentée maintenant, une carte encore plus complète sera obtenue pour la prochaine Année polaire internationale, 2032-2033.