Des scientifiques pensent avoir résolu l’énigme des « Chutes de sang » en Antarctique.

Blood Falls est une résurgence d’eau hypersaline, très riche en fer, qui suinte depuis sous le glacier Taylor, dans les vallées sèches de McMurdo, en Antarctique. Sa teinte rouge spectaculaire vient des oxydes de fer qui se forment lorsque cette saumure ancienne, dépourvue d’oxygène, entre en contact avec l’air.

Des chercheurs ont désormais rattaché une poussée soudaine d’eau rouge rouille à Blood Falls à une baisse mesurable de la surface du glacier situé juste au-dessus.

Ce lien indique que l’écoulement rouge n’est pas un simple dépôt en surface, mais un signal visible de variations de pression et de déplacements d’eau dissimulés en profondeur, sous la glace.

« Blood Falls » en Antarctique

En septembre 2018, un instrument de suivi installé sur le glacier Taylor - un immense fleuve de glace traversant les vallées sèches de McMurdo - a enregistré un affaissement au moment même où une caméra captait le « réveil » de Blood Falls.

Peter T. Doran, géoscientifique à la Louisiana State University (LSU), a associé cette baisse à l’épisode d’écoulement et l’a reliée à une diminution de pression.

Sur plusieurs semaines, son équipe a observé un enfoncement de la surface, puis un retour progressif, ce qui suggère une impulsion de drainage brève sous le glacier.

La couverture d’observation étant restreinte, des zones d’ombre subsistent ; de futurs suivis devront instrumenter davantage d’emplacements pour déterminer à quelle fréquence le glacier « purge » sa saumure.

Contrainte sous le glacier Taylor

La pression augmente lorsque la masse de glace emprisonne, à sa base, une eau très salée ; toutefois, le glacier ne peut pas supporter indéfiniment cette contrainte.

À Blood Falls, le liquide provient de conduits sous-glaciaires, situés sous le glacier et isolés de l’air, qui peuvent s’ouvrir lors des mouvements de la glace.

Le poids et le fluage lent de la glace peuvent pousser ce mélange salé vers des fractures, d’où il s’échappe par à-coups, sous forme de pulsations soudaines.

Ces épisodes restent difficiles à anticiper : de légères variations de contrainte ou un colmatage peuvent repousser une libération de plusieurs mois.

Le sel maintient l’écoulement

Le sel transforme l’eau ordinaire en un mélange chimique qui résiste au gel, même lorsque les températures de l’air restent largement négatives.

Les scientifiques appellent ce mélange une saumure : une eau très chargée en sel qui demeure liquide dans un froid intense, et que Blood Falls amène jusqu’à la lumière du jour.

Sur des centaines, voire des milliers d’années, des cycles répétés de gel peuvent concentrer les sels, laissant un liquide capable de continuer à circuler à travers la glace.

Ces sels proviendraient probablement de roches et de dépôts enfouis ; leur chimie fournit des indices sur ce qui se trouve sous le glacier Taylor.

Le fer lui donne sa couleur rouge

Dès 1911, des explorateurs ont consigné l’existence de cette infiltration rouge au front du glacier, et un plan de protection en Antarctique continue de préserver le site.

Dès que le liquide touche l’air, l’oxydation - le fer qui réagit avec l’oxygène et prend une couleur rouge rouille - modifie l’aspect en quelques minutes.

De minuscules particules de fer se forment dans la saumure souterraine, puis elles teintent la glace lorsque l’écoulement s’étale vers le bas de la pente.

Cette transformation très rapide rend chaque décharge facile à repérer, ce qui aide les chercheurs à identifier le moment où le système caché s’ouvre.

Des capteurs saisissent l’instant

Près du lac Bonney, un lac antarctique recouvert de glace, des images prises quotidiennement par caméra ont montré l’apparition de nouvelles traces à partir du 19 septembre 2018, puis l’extension de la zone teintée.

Au même moment, un thermistor du lac - un minuscule capteur mesurant les variations de température - a relevé une baisse de température en profondeur pendant cette décharge.

Dans leur rapport, les auteurs ont écrit que l’enregistrement fortuit de trois jeux de données différents fournissait un signal rare et cohérent d’un événement de drainage de saumure sous-glaciaire.

Même si cette série ne couvre qu’une brève fenêtre, elle a montré à quelle vitesse le système peut évoluer dès qu’il se met en route.

La glace ralentit et s’affaisse

Une baisse d’environ 1,5 cm de la surface du glacier s’est produite en même temps qu’un ralentissement de près de 10 % de sa progression. Quand l’eau se draine, la pression à la base diminue : la glace appuie davantage sur la roche et glisse moins facilement.

« These observations demonstrate that an extended brine discharge event, characterized by episodic pulses of brine sourced from beneath Taylor Glacier over one month, reduces subglacial water pressure, which lowers the surface and reduces ice velocity, » a écrit Doran.

Des mesures ultérieures ont laissé penser que la glace restait légèrement plus lente qu’avant, mais seules des observations plus longues pourront confirmer un changement durable.

Les couches du lac sont perturbées

À environ 18 mètres de profondeur, l’eau du lac s’est refroidie jusqu’à 1,5 °C au cours des mêmes semaines.

Une saumure dense peut s’insinuer dans le lac au niveau où sa masse volumique s’équilibre avec celle de l’eau environnante, puis se propager latéralement.

Cette injection a perturbé la stratification - ces couches stables qui empêchent l’eau du lac de se mélanger - et elle a probablement déplacé des nutriments sur les côtés.

Dans les lacs des vallées sèches, la vie s’organise en bandes très étroites ; ainsi, même de petites secousses peuvent modifier qui reçoit nourriture et énergie.

Cartographier la saumure cachée

Depuis les airs, un capteur aéroporté a détecté, sous le plancher de la vallée, des eaux profondes très salées, loin de toute fonte de surface.

Les signaux de cet outil indiquaient des chemins d’eaux souterraines d’au moins 4,8 kilomètres, ce qui implique que la saumure peut circuler dans la roche avant d’entrer dans la glace.

Des travaux ultérieurs ont utilisé un radar pénétrant la glace pour suivre des chenaux de saumure à l’intérieur même du glacier, sur plusieurs kilomètres.

Ces cartes ont aidé à comprendre pourquoi l’écoulement peut surgir par une fracture, tandis que d’autres volumes de saumure glissent discrètement vers le lac.

Une vie sans oxygène

Au cœur de la saumure, des microbes survivent grâce à la chimie du fer et du soufre, malgré une longue période d’isolement sous la glace.

Au lieu de « respirer » de l’oxygène, beaucoup utiliseraient probablement des minéraux dissous comme source d’énergie, ce qui maintient ce système actif dans l’obscurité.

Des géologues estiment que le réservoir s’est retrouvé piégé il y a entre trois et cinq millions d’années, ce qui en fait l’un des liquides les plus anciens de la vallée.

Des règles strictes limitent l’accès et encadrent fortement la plupart des prélèvements, car des intervenants extérieurs pourraient contaminer un habitat aussi fermé.

Ce que cela annonce

Blood Falls apparaît aujourd’hui moins comme une curiosité tachant la glace que comme un point de décompression reliant glace, roche et lac.

De prochaines campagnes de terrain pourraient déployer des réseaux de capteurs plus étendus ; la LSU pourrait alors vérifier si les tendances au réchauffement modifient la fréquence à laquelle le système se purge.