La cartographie du flux de chaleur sous le Groenland met en évidence la «zone anormale» géothermique

Dans notre compréhension du flux de chaleur géothermique mondial, le Groenland et le fond océanique environnant ont effectivement été un angle mort. Maintenant, les scientifiques ont déterré toutes les données de flux de chaleur disponibles et quelque peu indisponibles, créant un terrain d’entente pour travailler avec la chaleur géothermique du Groenland comme source d’énergie alternative, un facteur de fonte de la calotte glaciaire et bien plus encore.

Il s’avère que le sol sous le Groenland est encore plus froid qu’on ne le pensait auparavant. C’est l’une des conclusions d’un article qui vient d’être publié dans Données scientifiques du système terrestre par une équipe internationale de scientifiques dirigée par le Service géologique du Danemark et du Groenland (GEUS).

Les chercheurs ont compilé une nouvelle base de données et un modèle de flux de chaleur comprenant toutes les données de flux de chaleur géothermiques disponibles pour la région. Cela impliquait une grande quantité de fouilles dans la « littérature grise » ou des observations non incluses auparavant dans les modèles de flux de chaleur arctique rares. Les chercheurs ont utilisé cette base de données d’observation pour créer une nouvelle carte spatiale des flux de chaleur dans et autour du Groenland.

Le nouveau modèle de flux de chaleur, créé avec l’apprentissage automatique, montre que le flux de chaleur moyen sur terre est de 44 mW/m² (milli Watt, c’est-à-dire un millième de Watt, par mètre carré). Ce qui est nettement inférieur à ce que les modèles précédents ont estimé. Ces modèles sont basés sur beaucoup moins de données que le modèle récemment publié, dans lequel 129 nouvelles mesures sont incluses pour un total de 419 mesures. Pour certains des modèles de flux de chaleur précédents, le flux de chaleur géothermique moyen par unité était plusieurs fois supérieur à celui de l’estimation récemment publiée.

Hotpots pour l’énergie géothermique

Même si le flux de chaleur moyen à travers le Groenland était plus froid que prévu, le flux de chaleur dans les zones côtières qui ont “récemment” émergé de l’océan était en fait beaucoup plus chaud que prévu. C’est peut-être une bonne nouvelle pour les populations d’ici.

“En fait, cette zone le long de la côte ouest du Groenland a trois fois plus de flux de chaleur que plus à l’intérieur des terres, il est donc logique d’étudier la possibilité de récolter l’énergie géothermique pour les communautés qui s’y trouvent”, déclare l’auteur principal et scientifique principal William Colgan de le Département Glaciologie et Climat du GEUS.

Un quartier dynamique

Selon William Colgan, cela montre clairement à quel point nous ne savons toujours rien sur la région.

“Cette zone est une zone géothermique bizarre à coup sûr. Vous avez ce craton nord-atlantique très ancien et stable au sud du Groenland qui est assez cool, et juste à côté se trouvent la dorsale médio-atlantique et l’Islande avec toute son activité volcanique. Pas sans parler de l’influence de la calotte glaciaire. Tout cela crée une région géothermique étrange, qui est vraiment un peu différente du reste du monde. Et donc, importante à comprendre.”

Le flux de chaleur géothermique semblant être plus faible que prévu ne modifie pas la vitesse à laquelle la calotte glaciaire fond, ajoute-t-il. Une grande partie de la fonte d’aujourd’hui reflète le réchauffement récent des frontières glace-atmosphère et glace-océan. Le flux de chaleur géothermique à la frontière glace-lithosphère ne change pas rapidement, mais il est important pour comprendre la stabilité de la calotte glaciaire à l’interface du lit de glace.

“Autant faire l’océan”

Initialement, William Colgan et ses collègues se sont intéressés au flux de chaleur géothermique en raison de son rôle dans la dynamique de la fonte de la calotte glaciaire. En recherchant des données sur les flux de chaleur de la région du Groenland, il est rapidement devenu évident qu’il s’agissait d’une région quelque peu sous-développée. Ou du moins désorganisé.

“Il y a en fait eu une gamme d’acteurs différents qui ont collecté des données sur le flux de chaleur géothermique au Groenland et dans ses environs au fil du temps, mais tous avec des utilisations individuelles. Par exemple, les sociétés pétrolières et gazières ont collecté des données pour aider à localiser les poches de gaz et de pétrole sous terre. Il y a plus ou moins tout le monde dans les géosciences utilise le flux de chaleur dans un certain sens, mais personne n’a évidemment ressenti le besoin de compiler une vue d’ensemble complète jusqu’à présent, je suppose.”

Tout en essayant de localiser de bons emplacements pour récupérer de nouvelles données de flux de chaleur géothermique, William Colgan et ses collègues ont dû découvrir où les données avaient déjà été collectées. Plus ils parlaient à des chercheurs d’autres domaines de recherche, plus des données inexploitées étaient découvertes.

“Au début, nous recherchions uniquement des données sur le flux de chaleur sous-glaciaire, puis nous sommes entrés dans les données des zones sous-aériennes, ou toundra, et enfin nous avons pensé” eh bien, nous pourrions aussi bien faire l’océan “et couvrir l’ensemble. région », dit-il.

16 institutions, huit pays

Ainsi, il s’est transformé en une entreprise qui s’est étendue de l’équipe originale de glaciologues du GEUS à une gamme de chercheurs de différentes disciplines situés dans 16 institutions dans huit pays différents. Un effort conjoint aboutit au nouveau modèle de flux de chaleur géothermique qui est le premier à inclure toutes les données offshore et onshore disponibles, y compris sous la calotte glaciaire, au Groenland.

Bien sûr, même avec 419 points de données désormais enregistrés pour la zone, la couverture des données est encore très faible pour une zone aussi vaste que le Groenland. Le Groenland possède une diversité de provinces géologiques et de processus physiques qui contribuent à des variations spatiales substantielles du flux de chaleur, comme le souligne Agnes Wansing, deuxième auteur et doctorante à l’Institut des géosciences de l’Université de Kiel :

“Surtout pour la partie intérieure du Groenland, seuls quelques points de données existent et la façon dont ils sont traités dans l’apprentissage automatique peut modifier considérablement la prédiction du modèle.”

Afin d’améliorer la couverture des données, l’équipe étudie actuellement la possibilité d’acquérir une sonde thermique à déposer à l’arrière des navires de recherche effectuant des travaux de terrain dans l’Arctique.

“Ensuite, nous pourrions continuer à remplir la carte, qui semble encore assez rare”, explique l’auteur principal.