Spatial and Temporal Variability in Tide‐Induced Icequake Activity at the Astrolabe Coastal Glacier, East Antarctica

The grounding zones (GZ) of marine‐terminating glaciers, where ice transitions from grounded to floating, experience strong mechanical changes in response to ocean tides. The spatial and temporal dynamics of these changes remain poorly documented, as they require multi‐scale observations capable of resolving internal ice deformation. Here, we use seismic observations, collected across different years and various scales, coupled with GNSS observations, to evaluate the brittle deformation at the GZ and shear margins of the Astrolabe Glacier (East Antarctica, Terre Adélie). Automatic detection of icequakes reveals that seismic occurrence patterns vary with tides and sensor locations. At a multi‐kilometer scale, we observe and locate numbers of large‐duration magnitude events (average Md around 0.0) associated with shear margins. At a smaller scale (a few hundreds of meters), using a dense array of seismic nodes deployed across the GZ and GNSS observations of vertical ice motion, we capture numerous small‐magnitude events (Md as low as 4.0) with spatial and time occurrences set by tide‐modulated GZ dynamics. At rising tides, seismicity is dominant on the floating part of the glacier, while at falling tides, it is dominant over its grounded part. Based on these observations, we propose a conceptual framework for the dynamics of icequake activity at the glacier GZ, accounting for its three‐dimensional tidal‐induced bending, generating strain rates large enough to induce brittle deformation. Our findings highlight the value of multiscale seismic observations of outlet glaciers for capturing GZ space and time high‐resolution seismic and displacement responses to tidal forcing.

Tifenn Le Bris, Guilhem Barruol, Florent Gimbert, Emmanuel Le Meur, Dimitri Zigone, Anuar Togaibekov, Denis Lombardi, Maxime Bès de Berc, Armelle Bernard - Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 130, e2024JF008054.

Date de sortie 28/07/2025

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Contexte de l'étude

Le glacier côtier Astrolabe, en Antarctique de l’Est, présente une zone de déchaussement où la glace passe de posée sur le sol à flottante. Cette zone est soumise à des contraintes mécaniques complexes, notamment dues aux variations de marée, qui influencent fortement la dynamique glaciaire.

Méthodologie

Les chercheurs ont utilisé :

  • Des observations sismiques sur plusieurs années et à différentes échelles
  • Des données GNSS pour suivre les mouvements verticaux de la glace
  • Une détection automatique des séismes glaciaires (icequakes)
  • les observations marégraphiques de la station de Dumont d'Urville (réseau ROSAME)

Résultats clés

  • Lors de la marée montante, la sismicité augmente sur la partie flottante du glacier.
  • Lors de la marée descendante, les événements sismiques se concentrent sur la glace encore posée.
  • Les observations marégraphiques ont été essentielles pour révéler ces modulations fines de la sismicité, impossibles à détecter sans une résolution temporelle précise.
Le Bris & al 2025.jpg Exemple d'occurrence de séismes glaciaires (courbes noires, nb séismes glaciaires par heure) comparés aux amplitudes de marée locales mesurées au marégraphe Dumont d'Urville
Figure 3. Examples of icequake occurrence (black curves, number of icequakes per hour) compared to the local tide amplitudes measured at the DUMON tide gauge at the Dumont d’Urville (DDU) base station (red curves, tide amplitude in meters). (a) icequake seismic detection at station DRV over 3 months (May‐July 2022). Bottom:same time series zoomed in on the period from June 25 to 14 July 2022.

Rôle clé des observations marégraphiques

Les données marégraphiques ont permis ici de :

  • Corréler précisément les variations de sismicité glaciaire (icequakes) avec les cycles de marée.
  • Identifier des phases de flexion de la glace en fonction de la montée ou de la descente du niveau marin.
  • Comprendre comment la déformation verticale induite par les marées affecte différemment la glace flottante et la glace encore ancrée au sol.

Conclusion

L’étude démontre que les marées jouent un rôle moteur dans la dynamique sismique des glaciers côtiers. Les données marégraphiques ne sont pas simplement un contexte environnemental : elles sont un outil d’interprétation fondamental pour comprendre les processus de flexion, de rupture et de transition entre glace terrestre et glace flottante.

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