Une campagne de préforage en Antarctique se prépare à tirer des leçons climatiques de la «glace la plus ancienne» jamais prélevée
Au cours de la transition du Pléistocène moyen (MPT), qui a eu lieu il y a environ 0,9 à 1,2 million d’années, la durée des périodes glaciaire et interglaciaire est passée de 40 000 à 100 000 ans. L’une des théories consiste à dire que cette transition climatique a été provoquée par la réaction de la Terre aux changements d’orbite et d’inclinaison de sa trajectoire autour du soleil («forçage orbital»). Jusqu’à présent, le manque de preuves quant à la composition de l’atmosphère au cours de cette période empêche de tirer des conclusions définitives. L’analyse des données indirectes liées au climat que renferment les carottes de glaces pourrait fournir des informations sur l’impact de ces changements, en particulier des gaz à effet de serre, sur le système climatique. Le projet BE-OI, soutenu par l’UE, a été mis sur pied afin d’identifier un site de forage à partir duquel les forages à venir (menés dans le cadre d’un volet ultérieur du projet Beyond EPICA) permettraient d’obtenir les premières données climatiques à haute résolution datant de plus de 800 000 ans. L’action de coordination et de soutien de l’UE a permis à l’équipe de localiser un site situé à environ 40 km de la base franco-italienne de Concordia et où la glace, qui date d’environ 1,5 million d’années, est restée intacte et présente une résolution suffisante. L’équipe se prépare désormais à la phase de forage.
Qualifier les sites et valider l’âge de leur glace
Étant donné l’immensité de l’inlandsis Est-Antarctique, le consortium BE-OI s’est concentré sur des régions plus accessibles qui abritent des bases permanentes, en particulier celles situées autour du Dôme C et sur la terre de la Reine-Maud, à proximité du dôme Fuji. Ces deux sites sont connus pour abriter des glaces vieilles d’au moins 700 000 ans. Afin de déterminer l’âge des carottes de glace, l’équipe a utilisé un radar pour mesurer, en haute résolution, l’épaisseur de la glace et ainsi effectuer la topographie (soit la stratigraphie interne) du socle rocheux sous la calotte glaciaire. Des mesures radar répétées ont également permis de déterminer la vitesse verticale de la glace (vitesse à laquelle elle se déplace vers le bas) et d’estimer le flux de chaleur géothermique provenant du socle rocheux sous-jacent. Cette opération est essentielle pour déterminer le rythme de fonte à la base de la calotte glaciaire. Une technique de forage offrant un accès rapide a été employée pour mesurer la distribution thermique dans les trous de forage, fournissant ainsi une estimation de l’âge de la glace dans la partie supérieure de la calotte glaciaire. Les données combinées ont permis de développer des modèles d’écoulement de la glace, qui ont été utilisés pour estimer l’âge de ces profondeurs inconnues à ce jour. «Fait encourageant, l’un de nos meilleurs systèmes radar, déployé la saison dernière, a détecté une couche de glace stagnante à la base, qui n’était pas clairement visible auparavant. De son côté, notre version actualisée du modèle d’écoulement de la glace l’avait également prédit. Ces deux approches prédisaient la même épaisseur — l’âge de la glace atteignant 1,5 million d’années au niveau du toit de la couche basale», se souvient Olaf Eisen, coordinateur du projet.
Des mécanismes de rétroaction entre le cycle du carbone et le climat
BE-OI poursuivait un objectif défini par l’International Partnerships for Ice Core Sciences (IPICS) permettant d’expliquer les causes de la MPT et de servir de référence pour les mécanismes de rétroaction à long terme entre le cycle du carbone et le climat. L’ancien consortium EPICA a relevé le défi en fournissant BE-OI en tant que contribution européenne. Le système de forage BE-OI sera déployé au cours de la prochaine saison de terrain en Antarctique (de novembre 2020 à janvier 2021) et le trou pour le tubage dans la colonne de névé (neige qui perdure saison après saison) sera préparé. Les chercheurs seront alors capables de mesurer les niveaux de gaz à effet de serre spécifiques dans les bulles d’air. «Parvenir à résoudre l’une des plus mystérieuses énigmes du système climatique, à savoir “pourquoi la cyclicité glaciaire/interglaciaire s’est-elle modifiée lors de la MPT?”, nous permettra de mieux comprendre le fonctionnement du système climatique, en particulier le rôle des gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone et le méthane. Ces connaissances sont cruciales pour prédire de manière fiable l’avenir à long terme de notre climat», explique M. Eisen.
Mots‑clés
BE-OI, EPICA, carotte de glace, transition du Pléistocène moyen, glaciaire, interglaciaire, climat, gaz à effet de serre, dioxyde de carbone, méthane, Antarctique, radar