1. SUBGLACIAL CONTROLS ON ANTARCTIC ICE SHEET DYNAMICS: Focus on subglacial hydrology and bed rheology
- Author
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Pattyn, Frank, Fripiat, François, Arndt, Sandra, Zekollari, Harry, Gagliardini, Olivier, Tison, Jean-Louis, Kazmierczak, Elise, Pattyn, Frank, Fripiat, François, Arndt, Sandra, Zekollari, Harry, Gagliardini, Olivier, Tison, Jean-Louis, and Kazmierczak, Elise
- Abstract
Centrée au Pôle Sud, l’Antarctique constitue la plus grande étendue de glace continentale sur Terre,représentant le plus important réservoir d’eau douce. Cette masse de glace est constamment en mouvement.La glace se déforme sous l’action de la gravité, et glisse sur le substract rocheux sur lequel ellerepose. Depuis des années, l’Antarctique perd de la masse de glace en raison du réchauffement climatique.Les prédictions concernant l’évolution de sa masse de glace et sa contribution potentielle au niveau marinsont très incertaines. Une des principales sources d’incertitude réside dans comment exactement la glaceglisse-t-elle à la base? Le glissement basal inclut le glissement stricto sensu de la glace sur le lit rocheuxdans le cas d’un lit rigide, ainsi que la déformation du lit composé de sédiments dans le cas d’un lit déformable.Dans certaines zones, comme les ice streams, le glissement basal est le processus majoritaire dudéplacement de la glace. Les ice streams drainant la grande majorité de la calotte, il semble essentiel demieux comprendre le processus responsable de leur mouvement. Mathématiquement, le glissement basalest représenté par une loi de glissement reliant la vitesse du glacier à la contrainte exercée par celui-ci surle lit. Cette loi peut prendre plusieurs formes en fonction des phénomènes qu’elle englobe. L’eau sousglaciairejoue un rôle clef dans le glissement basal en lubrifiant le lit rocheux et en réduisant la résistance dusol à la déformation. Cette eau provient de la fonte de la glace à la base et s’organise en différents types desystèmes de drainage classés comme inefficaces ou efficaces. Les systèmes inefficaces se caractérisent parun faible flux en écoulement diffus, tandis que les systèmes efficaces présentent un fort flux en écoulementconcentré dans des conduits. Le premier objectif de cette thèse est de lier l’hydrologie sous-glaciaire auglissement basal à l’aide du modèle numérique Kori-ULB. Pour ce faire, nous évaluons quatre méthodesd, Centered at the South Pole, Antarctica constitutes the largest expanse of continental ice on Earth, representingthe most significant freshwater stock. This mass of ice is in constant motion, deforming underthe influence of gravity and sliding over the bedrock on which it is lying. Antarctica has been losing icemass for years due to global warming. Predictions regarding the evolution of its ice mass and its potentialcontribution to sea level rise are highly uncertain. One of the main sources of uncertainty lies in understandingexactly how the ice slides at the base. Basal sliding includes the sliding of the ice over the bedrockin the case of a hard bed, as well as the deformation of the bed composed of sediments in the case of adeformable and soft bed. In certain areas, such as ice streams, basal sliding is the predominant processin ice movement. As ice streams drain the majority of the ice sheet, it is essential to better understandthe process responsible for their motion. Mathematically, basal sliding is represented by a sliding law relatingthe glacier’s velocity to the stress it exerts on the bed. This law can take various forms dependingon the phenomena it encompasses. Subglacial water plays a key role in basal sliding by lubricating thebedrock and reducing the till’s resistance to deformation. This water comes from the melting of ice at thebase and organizes into different types of drainage systems classified as inefficient or efficient. Inefficientsystems are characterized by low-flow diffuse drainage, while efficient systems exhibit high-flow concentrateddrainage in conduits. The first objective of this thesis is to link subglacial hydrology to basal slidingusing the Kori-ULB numerical ice sheet model. To achieve this, we evaluate four methods developed inthe literature across the entire Antarctic ice sheet and compare them to simulations that do not considersubglacial hydrology. These methods differ in the representation of subglacial water: seawater pressure, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished
- Published
- 2024