Par Sainan Sun
L’intérieur du continent Antarctique est couvert par de la glace, jusqu’à 4000 mètres d’épaisseur, accumulée sur des millénaires. Sur le long terme, la glace est compressée en couches et il est possible de tirer des informations sur le climat passé à partir de ces couches.
La structure interne et les propriétés de la glace ainsi que ses propriétés basales sont donc intéressantes pour la glaciologie et la climatologie. Le sondage radar de la glace est dès lors un outil très utile pour l’étude des glaciers et des calottes glaciaires et est actuellement largement utilisé pour étudier l’Antarctique.
Les techniques de sondage radar sont basées sur la propagation d’une onde électromagnétique à travers la glace. Un système radar contient un générateur d’ondes, une antenne de transmission et une antenne de réception.
Le transmetteur envoie un pulse vers le bas, qui est partiellement réfléchi sur les discontinuités et retourne vers la surface où les signaux sont détectés par le receveur.
Schéma d’un protocole de mesure radar où le transmetteur (TX) et le receveur (RX) sont déplacés en gardant la même distance entre eux à la surface du glacier.
La propagation de l’onde radio à travers la glace et l’intensité de la réflexion de l’onde radar sont contrôlées par la permittivité et la conductivité, qui sont elles-mêmes déterminées par les propriétés de la glace comme la densité, l’acidité et l’anisotropie de la fabrique du cristal.
Les systèmes radar pour les études glaciologiques peuvent être opérés soit directement à la surface du glacier, soit à partir d’un hélicoptère ou d’un avion (Figure). L’avantage du système de radar à la surface est qu’il y a moins de perte de puissance mais les mesures aériennes couvrent des zones plus grandes.
Pour différentes observations, le choix de la fréquence radar doit être fait en considérant la résolution du radar et la pénétration de l’onde. La résolution du radar augmente avec la fréquence alors que la pénétration de l’onde diminue avec la fréquence.
C’est pourquoi les radars haute-fréquence (800 MHz) pour une haute résolution sont souvent utilisés pour étudier les couches de neige peu profondes, les radars moyenne-fréquence (200 MHz) sont utilisés dans l’étude des couches de névé et les radars basse-fréquence (< 25 MHz) pour l’étude de la glace solide profonde et de l’interface glace-socle rocheux.
Les sets de données observées sont ensuite analysés pour reconstruire les couches internes et la couche basale pour finalement obtenir un profil de la région observée comme ci-dessous.
Exemples de diagrammes radar montrant les niveaux interne et la surface de la roche sous-jacente (les réflexions brillantes).
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