Sciences

À la recherche de la glace la plus ancienne de la planète

En Antarctique, des scientifiques espèrent récupérer la plus vieille carotte de glace possible. Le but ? Connaître le climat de la planète d’il y a 1,5 million d’années. Jeudi, 9 novembre

De Julie Lacaze

Une équipe de recherche internationale s’est lancée un incroyable défi en Antarctique : prélever un morceau de glace de 1,5 million d’années. L’objectif ? Mieux comprendre la transition du mi-Pléistocène, un grand bouleversement climatique qui « a complétement modifié le rythme cardiaque de la Terre durant le Quaternaire », explique Jérôme Chappellaz. Ce directeur de recherche au CNRS est également en charge de la partie technique de ce projet, nommé « Beyond EPICA – Oldest Ice » et réunissant 14 institutions. Le glaciologue a notamment piloté la conception d’un outil révolutionnaire, essentiel à la réussite de la mission : la sonde Subglacior.

 

Comme les signaux radars ne passent pas le socle rocheux sous le glacier, il est impossible de le cartographier. La sonde française pourra, elle, aller à son contact et analyser la glace. En deux ou trois mois seulement, Subglacior effectuera un prélèvement en se déplaçant de façon autonome dans le glacier. Équipée d’un spectromètre laser embarqué, elle enverra en temps réel les informations nécessaires aux scientifiques pour effectuer la datation de la glace qu’elle rencontrera, mais aussi sa teneur en méthane, qui permettra d’établir avec précision les températures terrestres de l’hémisphère Nord au mi-Pléistocène. Pour avoir une photographie complète de la période concernée, il faudra ensuite effectuer un carottage, ce qui prendra plusieurs années.

Carotter pour décoder le climat

Pour connaître le climat de la Terre, les scientifiques effectuent des carottages de la glace et analysent les éléments biochimiques qui la constituent : les taux de gaz à effet de serre, de métaux lourd, d’oxygène, de sulfate, etc. Afin d’établir une échelle stratigraphique, il faut travailler sur un segment continu du glacier. Aujourd’hui, les paléoclimatologues sont remontés jusqu’à 800 000 ans. Mais, avant cette date, on ne sait pas grand-chose du climat de la planète. « La plus vieille glace analysée à ce jour en Antarctique date de 8 millions d’années », rappelle Jérôme Chappellaz. Problème : il s’agit d’une glace stagnante, située sur une couche isolée qui n’a pas de continuité stratigraphique. De plus, comme la glace est restée en surface, elle a été abîmée au contact de l’atmosphère. On ne peut donc pas en tirer d’informations intéressantes. Du côté de l’hémisphère Nord, on ne récolte guère de glace plus ancienne que 250 000 ans et les échantillons prélevés ne sont pas en bon ordre stratigraphique.

Comprendre les rythmes terrestres

Avant le mi-Pléistocène, les périodes glaciaires et interglaciaires se succédaient tous les 40 000 ans. Depuis, les périodes de réchauffement et de refroidissement de la Terre se succèdent tous les 100 000 ans et la glaciation est beaucoup plus intense. Pour expliquer ce bouleversement, les paléoclimatologues supposent qu’une modification des éléments de l’atmosphère a eu lieu autour de 900 000 ans. À cette époque, la quantité de gaz à effet de serre aurait franchi un seuil. Mais seul le carottage d’une glace de 1,5 million d’années pourra valider cette hypothèse. « Il est possible d’aller au-delà puisque l’englacement de l’Antarctique a commencé il y a 34 millions d’années, mais notre objectif reste d’étudier un segment représentatif du climat de la Terre avant la transition », précise Jérôme Chappellaz. L’analyse géochimique du carottage donnera des informations précises sur toutes les composantes du paléoclimat : l’intensité des vents de l’atmosphère ; les embruns de l’océan Austral ; les quantités d’oxygène et de gaz à effet de serre ; la teneur en sulfate ; l’évolution de l’activité solaire ; l’intensité du champ magnétique terrestre et l’évolution du taux de métaux lourds. Cela permettra notamment de connaître l’intensité du volcanisme, le volume de glace qui occupait les continents et les cycles hydrologiques des régions tropicales. Comprendre la modification de la concentration de gaz à effet de serre permettra aussi de mieux appréhender les changements climatiques actuels.

Travail de reconnaissance du meilleur terrain

Avant de se lancer dans un carottage, qui nécessiterait de quatre à cinq années de travail et coûterait environ 20 millions d’euros, l’Union européenne a financé, dans le cadre de son projet H2020, un programme de recherche qui durera trois ans. Le but ? Trouver le site le plus propice pour effectuer le futur forage. Deux sites ont été identifiés : Little Dome C, à 40 km de la base franco-italienne de Concordia, et Dome Fuji, près de la station scientifique japonaise du côté atlantique de l’Antarctique. Pendant l’hiver austral 2016-2017, une première équipe italo-britannique a cartographié, pendant quinze jours, une zone de 50 km sur 10 km, près de Little Dome C. Elle a réalisé un profil du socle rocheux sous le glacier tous les 500 m afin de détecter les zones où la glace fond et celles qui restent bien gelées. L’équipe de Jérôme Chappellaz était également présente pour réaliser les premiers tests de la sonde Subglacior : « Elle est conçue avec des technologies très récentes qui n’étaient pas toutes au point, mais les trois quarts fonctionnaient bien. Nous avons donc pu les perfectionner au printemps. » Si tout se passe comme prévu, l’équipe française espère lancer sa sonde dans le glacier l’hiver prochain.

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