Découverte scientifique : de la glace au fond de l’eau

La découverte de glace au fond de la mer de Beaufort vient approfondir notre connaissance du dynamisme des fonds marins et la durabilité des infrastructures qui y sont érigées.

Les connaissances sur le pergélisol sous-marin sont relativement récentes et peu élaborées. Ce n’est que depuis le milieu des années 70 que son existence est avérée, notamment grâce aux travaux de John Ross Mackay et de la Commission géologique du Canada.

« Dans la mer de Beaufort, l’épaisseur du pergélisol atteint 700 mètres dans certains cas », note un chercheur de cet organisme, Mathieu Duchesne. 

Plus tard, des cartographies successives des mêmes sites dans la mer de Beaufort, de 2010 à 2019, ont permis de réaliser que ce pergélisol, comme celui sur le continent, est soumis aux changements climatiques et fond.

« On s’est rendu compte qu’il y avait d’énormes dépressions qui se formaient sur le fond marin en bordure du plateau continental, explique le chercheur de Québec, des trous où on pourrait rentrer plusieurs fois la taille du parlement canadien. […] L’apparition de ces dépressions nous laisse penser que ce milieu est beaucoup plus dynamique qu’on croyait, que la dégradation du pergélisol se fait plus rapidement qu’on pensait. »

Glace pure

En 2022, le brise-glace Araon, affrété par le le Korea Polar Research Institute, partenaire de recherche de la Commission géologique du Canada et du Monterey Bay Aquarium Research Institute (Californie) est retourné sur place investiguer les dépressions avec des équipements de pointe, dont un véhicule sous-marin télécommandé. 

« C’est à ce moment que la découverte a été faite », souligne Mathieu Duchesne, qui dirige depuis cinq ans le projet de recherche.

« Ça n’avait jamais été observé ailleurs dans le monde jusqu’à présent. On a vu, pour la première fois, des couches de glace affleurant sur le côté de ces dépressions. Et on parle ici de glace quasi pure, contrairement au pergélisol [terrestre, NDLR] avec ses grains de sable ou de sol reliés par la glace. »

Cette glace, explique le scientifique, se trouve sur et sous le fond marin et elle se décortique en plusieurs couches pouvant avoir un mètre d’épais, parfois séparées par des sédiments. L’hypothèse actuelle est que ces couches s’étendent jusqu’à une dizaine de kilomètres des dépressions. 

Répercussions

Lors du passage du brise-glace Araon en mer de Beaufort en 2022, les scientifiques ont constaté que les dépressions dans le fond marin s’étaient accentuées de 30 mètres en seulement trois ans. Cette transformation, combinée à la présence de couches de glace, a une incidence sur l’activité humaine, souligne Mathieu Duchesne, donnant l’exemple d’initiatives européennes pour relier des câbles de télécommunications de fibre optique aux communautés nordiques. « Les câbles seraient déposés sur le fond marin, précise le chercheur. Mais il faut s’assurer qu’il ait la capacité portante pendant plusieurs décennies pour ne pas endommager les câbles. Maintenant, on ajoute la présence de ces couches de glace. Est-ce une bonne nouvelle? Est-ce qu’on aura une meilleure capacité portante du fond marin ou avec le réchauffement des océans ça risque de rendre le fond marin encore plus sensible? »

Mathieu J. Duchesne chercheur scientifique en géophysique à la Commission Géologique du Canada.

(Courtoisie)

Questions

S’il a fallu attendre avant de rendre la découverte publique, c’est qu’il fallait prendre le temps de l’interpréter et de confronter les hypothèses des chercheurs. Une présentation a été faite à l’American geophysical union en décembre 2023. Un article a été soumis au Journal of geophysical research mais plusieurs questions restent aujourd’hui sans réponse. On ignore pourquoi l’eau douce du pergélisol ne s’est pas mélangée à l’eau salée de la mer, pourquoi elle est exempte de boue, ainsi que la chronologie du phénomène, par exemple, les couches de glace s’ajoutent ou diminuent avec le temps.

« Il reste encore un paquet de questions à élucider, concède Mathieu Duchesne. Je n’arrive pas à comprendre pourquoi il n’y a pas de particules de sol dans la glace… Ces couches de glace se sont formées entre aujourd’hui et il y a plusieurs milliers d’années, mais quand exactement? » 

La mission de 2025

Des datations doivent être faites à partir d’échantillons de glace déjà ramenés en laboratoire. Une autre mission est prévue dans la mer de Beaufort en 2025 pour amasser des données supplémentaires.

« On veut aussi arriver à comprendre la distribution spatiale [de la glace sous-marine], précise Mathieu Duchesne. Est-ce seulement à un endroit précis, qui est le plateau continental de la mer de Beaufort, est-ce que c’est plus répandu? On peut supposer qu’il y a des textures de fond marin un peu plus loin, vers l’ile de Banks. On prévoit explorer cette région. »

On retrouve aussi du pergélisol sous-marin près du Labrador et de l’Alaska. La diffusion des travaux du consortium américano-canado-coréen pourrait stimuler d’autres scientifiques à joindre la recherche et à y apporter de nouvelles technologies.

Les missions dans l’Arctique sont très couteuses, rappelle M. Duchesne. « C’est un milieu hostile, éloigné. Deux semaines de temps de bateau coutent 2,5 M$ US. »