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Glace vibrante

L’étude des glaciers est depuis longtemps une tradition au sein du Service Sismologique Suisse (SED). Actuellement, le SED travaille à différents projets scientifiques sur le plan national et international, en étroite collaboration avec les glaciologues de l’ETH (Laboratoire d’Hydraulique, d’Hydrologie et de Glaciologie, VAW). Le glacier du Rhône et l’inlandsis du Groenland font l’objet d’une attention particulière: des mesures sismiques doivent donner des indications sur l’écoulement de la glace et venir compléter des observations glaciologiques classiques. Cela est rendu possible par la présence temporaire de sismomètres sur les glaciers. Au Groenland, le SED a par ailleurs participé à la mise en place d’un réseau sismique dont l’objectif était de documenter et d’observer l’évolution de l’inlandsis.

Pourquoi étudions-nous les glaciers?

Les glaciers ont souvent un rôle majeur lors des discussions sur le changement climatique. L’évolution des glaciers peut avoir une grande influence sur la météo locale. De plus, la fonte des glaces en progression constante entraîne une augmentation du niveau des mers. En Suisse, les prévisions concernant l’évolution des glaciers revêtent une importance considérable, entre autres pour l’approvisionnement en énergie hydraulique et pour le tourisme. On essaie dans ce but d’enregistrer à l’aide de sismomètres les processus qui ont lieu à l’intérieur et en dessous de la glace des glaciers, l’objectif poursuivi étant de comprendre l’interaction existant entre le recul des glaciers, l’augmentation des températures et la quantité d’eau de fonte générée.

Les processus se produisant à l’intérieur d’un glacier ne sont pas directement observables, mais peuvent être enregistrés indirectement à l’aide de sismomètres. Les sismomètres placés sur le glacier ou dans ses environs permettent aux scientifiques d’«écouter à l’intérieur» de ce dernier. Le schéma figurant ci-dessous permet d’étudier par soi-même par simple clic sur les légendes les formes d’ondes des tremblements de glace des différentes parties du glacier. La fréquence, le lieu et la forme de ces tremblements de glace et de glaciers sont étudiés à des fins de recherche scientifique. Les résultats obtenus donnent des indications sur ce qui se passe à l’intérieur d’un glacier et sur son évolution. Les processus suivants sont à l’origine de tremblements de glaciers et de glace: apparition de crevasses, écoulement de grandes quantités d’eau (vers le lit du glacier, à travers des «moulins»), glissement du glacier sur son lit, chute d’un iceberg dans un lac ou dans la mer.

Partez à la découverte du glacier en cliquant sur les inscriptions noires:

Imaginez que le Service Sismologique soit un gros bateau de pêche dont la principale mission soit de pêcher des tremblements de terre et de glaciers. Le SED souhaitant également enregistrer des signaux très faibles pour en tirer des résultats scientifiques détaillés, un réseau très dense de sismomètres ultrasensibles, comparable à un filet aux mailles étroites, est déployé. Ce filet capture donc de nombreuses prises accessoires en plus des prises principales recherchées.

Dans notre cas, les signaux d’origine humaine constituent ces «prises accessoires». Le graphique suivant donne un aperçu de différents séismes d’origine humaine. Leur forme d’onde caractéristique permet à un œil entraîné de les distinguer clairement des secousses sismiques d’origine naturelle. Il est fondamental de conserver à l’esprit que des «tremblements de terre» peuvent aussi être déclenchés par l’homme, en plus des phénomènes géophysiques précédemment décrits. Vous en saurez plus à ce sujet dans le snapshot du mois prochain portant sur «les séismes d’origine humaine».

Phénomènes autres que les tremblements de glace enregistrés par les appareils du SED:

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Le mode accéléré montre la chute du Jakobshavn Isbræ le 21 août 2009. Le glacier a perdu à cette occasion un volume de glace d’environ 0.5 km3. En accéléré, on peut voir nettement comment deux icebergs se détachent successivement du glacier en tournant. Dans les deux cas, les Sismomètres à large bande installés ont enregistré des ondes sismiques à basse fréquence dans un périmètre de plusieurs centaines de kilomètres. Cela montre que les mesures sismiques sont adaptées au calcul des forces de contact présentes entre les icebergs et les fronts de glaciers lors de chutes.

Veuillez cliquer sur l’image afin de voir le vidéo.

Calving

Source: Walter, F., Amundson, J. M., O'Neel, S., Truffer, M., Fahnestock, M., & Fricker, H. A. (2012). Analysis of low-frequency seismic signals generated during a multiple-iceberg calving event at Jakobshavn Isbræ, Greenland.Journal of Geophysical Research: Earth Surface (2003–2012)117(F1).