De nouvelles techniques de datation aident à connaître l'histoire de l'Antarctique
L'histoire géologique et climatique de l'Antarctique est largement méconnue pour la bonne raison que le continent est recouvert d'une calotte glaciaire qui complique les observations terrestres. Grâce à la datation de la comminution, le projet ComAnt a déterminé la durée de transport des sédiments marins de l'Antarctique et permis ainsi aux chercheurs de reconstituer les rapports étroits entre les vitesses de transport des sédiments et les schémas climatiques mondiaux. On appelle «âge de comminution» des sédiments, le temps écoulé entre le broyage initial des fragments rocheux jusqu'à l'obtention de particules minuscules d'un diamètre d'à peine quelques microns, temps de transport et période de dépôt compris. L'âge de comminution est déterminé par la dégradation radioactive d'un des isotopes d'uranium (234U), qui, en jouant le rôle d'horloge géologique, permet aux scientifiques d'estimer l'âge de la formation d'une particule plutôt que l'âge de formation d'une roche ou d'un minéral. «La datation de la comminution est très compliquée et le résultat final est sensible à de nombreux processus, notamment à la durée du transport des sédiments et à l'intensité de l'érosion, la géométrie des particules et la minéralogie. Ces facteurs induisent à leur tour des effets de lixiviation acide très différents selon les échantillons», explique le Dr Adi Torfstein, coordinateur du projet. Pour vérifier l'exactitude des résultats, les chercheurs ont étudié les âges de comminution dans un grand nombre de dépôts glacio-marins sur divers sites de l'océan Austral. Ils ont également examiné les facteurs naturels et analytiques qui affectent l'approche de datation de la comminution. Les sédiments transportés plus rapidement durant les périodes interglaciaires Des échantillons ont été prélevés en mer d'Amundsen et dans les monts Howe-Achernar situés dans la baie de la mer de Ross. D'autres ont aussi été recueillis en mer de Weddell, qui se situe en aval du courant côtier antarctique qui transporte des particules sédimentaires érodées dans tout l'Antarctique oriental. La mer de Weddell reçoit également les produits de l'érosion depuis l'Antarctique occidental mais surtout de l'Antarctique oriental, par le biais d'un transport continental direct. «De ce fait, elle joue le rôle de puits pour deux voies de transport de sédiments très importantes et bien caractérisées, ce qui permet aux scientifiques de comprendre plus clairement leurs mécanismes et chronologies», déclare le Dr Torfstein. Les résultats ont montré que le transport des sédiments provenant de l'Antarctique dans l'océan semble plus rapide durant les périodes interglaciaires (sur une échelle de 100 à 200 000 ans), lorsque les niveaux et températures de la mer sont élevés et que le volume de la calotte glaciaire est réduit. Par contraste, les durées de transport des sédiments en périodes glaciaires sont environ 2 à 5 fois plus longues. Par ailleurs, les produits de l'érosion des continents constituent d'importantes sources de nutriments pour les océans, contrôlant leur fertilité et donc l'efficacité avec laquelle ils fixent les gaz à effets de serre de l'atmosphère. «Il s'avère que, de ce point de vue, un monde plus chaud pourrait s'accompagner de certains mécanismes de rétroaction négatifs.» Comprendre le changement climatique passé Les résultats du projet COMANT aideront à mieux comprendre le mécanisme général du changement climatique et les interactions entre continent et océan, en particulier à la fin du Quaternaire. Selon le Dr Torfstein: «Les chronologies de ces processus concernent les périodes glaciaires-interglaciaires, et sont par conséquent moins sujets à interprétation dans le contexte du changement climatique et/ou de l'élévation du niveau de la mer à court terme.» Le projet sera utile aux scientifiques qui étudient les processus de changement climatique du Quaternaire ainsi que la provenance et la géochimie des sédiments. Il établit un lien unique entre le changement climatique mondial, des processus continentaux tels que la tectonique et l'érosion de surface, et les processus marins associés aux charges en particules et à la disponibilité des nutriments. Ces travaux fournissent des connaissances importantes pour l'interprétation et la reconstruction de l'histoire des océans, essentielles pour comprendre l'évolution possible du changement climatique.
Mots‑clés
COMANT, Antarctique, transport de sédiments, âge de comminution, fin du quaternaire
