Diversité des lacs, des bassins et des ruisseaux de l'Antarctique

Exemples: Île du Roi George, péninsule de Byers, île Alexandre-I^er, île Signy

Il s’agit de la région la plus humide de l’Antarctique, où les températures estivales dépassent souvent zéro degré et où les précipitations sous forme de pluies sont importantes. En associant cela à la fonte des neiges hivernales, les cours d’eau s’écoulent sur des périodes relativement longues. Les bassins versants peuvent être partiellement couverts de tapis microbiens, de mousses et d’hépatiques (ainsi que des herbes sur certains sites au nord) qui fournissent des apports organiques et nutritifs aux étendues d’eau⁶. Les eaux intérieures sont généralement très diluées et pauvres en nutriments (ultra-oligotrophe), bien que dans les régions côtières, les animaux marins peuvent provoquer un enrichissement nutritif (eutrophication). La salinité est généralement faible et provient principalement des embruns⁷. Les lacs et les bassins sont habituellement libres de glace en été⁷. Des eaux de fonte abondantes signifient que la plupart d’entre eux s’écoulent et ont des niveaux relativement stables, mais que certains sont fermés par la glace. Les lacs maritimes sont généralement bien mélangés en été quand ils sont libres de glace et stratifiés sous la surface gelée en hiver. On les appelle lacs holomictiques.

Exemples: Collines de Bungern, de Vestfold et de Larsemann, oasis de Schirmacher et de Syowa

Les oasis continentales se trouvent sur les marges continentales dans des paysages relativement récents, souvent formés par le retrait de la calotte glaciaire de l’Holocène et l’élévation de la surface des terres qui en a résulté (soulèvement isostatique). Certains lacs existaient déjà au moins lors du dernier cycle glaciaire-interglaciaire⁸.  Les cours d’eau, qui s’écoulent seulement en été, sont souvent courts, certains ayant un débit important (p.ex. jusqu’à 6 m³s^-1 pour la rivière Algae des collines Bunger), et proviennent plus souvent des couches de glaces intérieures que de glaciers. Les bassins sont souvent riches en cyanobactéries et abritent parfois des mousses aquatiques. Les lacs des oasis présentent un mélange des conditions estivales libres de glace et de couche de glaces. La plupart contiennent de l’eau douce, mais l’évaporation et l’évolution d’eau de mer emprisonnée peuvent faire apparaître des systèmes saumâtres à hypersalins. Les lacs y sont souvent stratifiés chimiquement (méromictiques) où l’eau de fonte a pris le dessus sur le reliquat d’eau de mer. Le lac Profond (collines de Vestfold) en est un exemple, avec une salinité élevée et de l’eau de mer concentrée par évaporation qui demeure libre de glace à -15 ^oC en hiver⁹. Il existe des lacs d’épibanquise² soumis aux marées dans cette région et en Antarctique maritime.  Les lacs d’épibanquise se forment lorsque l’eau douce s’accumule à la jonction entre les oasis et les barrières de glaces flottantes. L’eau douce vient couvrir l’eau de mer à la base du lac.

Exemples: Vallées sèches de McMurdo, île James Ross.

Les déserts polaires se caractérisent par des niveaux de précipitation très faibles et des paysages arides (parfois vieux de plus de 10⁶ années)  Les sources d’eau principales sont les glaciers et les champs de glace. La fonte étant dépendante de la température et du rayonnement solaire, les déversements de cours d’eau de fonte sont caractérisés par la variabilité des échelles temporelles diurnes, intraestivales et interannuelles^10,11. Certains cours d’eau ont un débit élevé (p.ex. jusqu’à 10 m³ s^-1 pour la rivière Onyx, dans la vallée Wright, qui fait 30 km de long). Il existe de nombreux bassins versants endoréiques et les bassins saumâtres et salins sont communs. Généralement, les bassins restent recouverts de glace en été. Seuls quelques exemples amassent assez de chaleur pour se libérer de la glace^12,13. Tous les lacs des déserts polaires contiennent des épaisses couches glaciaires permanentes¹⁰ (comme les lacs Fryxell et Bonney) et certains sont gelés à leur base avec une potentielle couche de saumure basale¹⁴ (comme les lacs Vida et House).  Les assèchements et les remplissages historiques en réponse à la variabilité du climat sur le long terme ont laissé la plupart des lacs des déserts polaires chimiquement stratifiés avec des concentrations de sel croissantes vers la base (méromictiques). Le lac Vanda (surface : 7,5 km², profondeur : 78 m) présente plusieurs couches de saumure et des températures de fond de > 20 °C¹⁰ toute l’année. Des études récentes ont repéré des grandes étendues d’eau saline en dessous d’une grande partie de la vallée Taylor⁴ et dans certaines parties de la vallée¹⁵ Wright.

Des exemples se trouvent le long des côtes de l’Antarctique.

En été, l’eau libre forme des cours d’eau et des bassins supraglaciaires qui se développent en zones d’ablation de nombreux glaciers, couches de glace et barrières de glaces continentaux et côtiers. La variabilité du débit est importante et se caractérise par des cycles diurnes de gel/dégel^3,16,17. Les bassins et les lacs s’accumulent en dépressions de glaces, souvent sous une fine couche de glace, et les eaux sont diluées et pauvres en nutriments (ultra-oligotrophiques). Il a été suggéré que les accumulations d’eau de fonte pouvaient affecter la stabilité de la barrière de glace¹⁶.

Des orifices de cryoconites sont également communs dans les zones d’ablation des glaciers, se formant où des accumulations de sédiments en surface (cryoconite) ont fait fondre de petits « bassins » cylindriques (diamètre en cm² ou m², profondeur en cm), souvent colonisés par la vie microbienne¹⁸ planctonique et benthique.

Très répandus sous les couches de glace de l’Antarctique orientale et occidentale.

Plus de 400 lacs sous-glaciaires ont été identifiés¹⁹. Le lac Vostok est le plus vaste, avec ses 14 000 km² de surface, et une profondeur moyenne de 410 m (6^e plus grand lac du monde en matière de volume) Les lacs sous-glaciaires sont recouverts par 1 à 4 kilomètres de glace et beaucoup d’entre eux sont un lien hydrologique^1,19,20. Leur remplissage et leur drainage ont été associés aux mouvements des couches de glace. Certains lacs sont isolés de la surface de la planète depuis des millions d’années, ce qui a des conséquences sur les formes de vie qu’ils peuvent abriter et sur la nécessité de leur préservation¹.