Une nouvelle analyse des carottes de glace éclaire les changements climatiques historiques
Une carotte de glace prélevée sur le plateau de l’Antarctique oriental, une vaste calotte glaciaire située au sud de l’Australie, couvre 800 000 ans sans interruption. Les scientifiques l’utilisent pour étudier les grands changements glaciaires et interglaciaires au fil du temps, qui révèlent les changements de température et de climat. «Tous les 40 000 à 100 000 ans, se produit un de ces grands changements climatiques», explique la coordinatrice du projet ICORDA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Amaëlle Landais Israël, directrice de recherche, au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) du Centre national de la recherche scientifique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CNRS) en France. Ce projet a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Il y a à peine cinq ans, nous ignorions si l’Antarctique oriental se réchauffait. Il semble que ce soit le cas aujourd’hui, mais il est difficile d’anticiper les échelles de temps pertinentes pour le changement climatique dans l’Antarctique et d’établir le lien avec le climat mondial et le changement environnemental. Nous utilisons la carotte de glace pour répondre à cette question», explique-t-elle.
Analyser les bulles d’air piégées dans la carotte glaciaire
Les carottes de glace contiennent des bulles d’air piégées qui se forment à environ 100 mètres sous la surface, préservant les anciennes conditions atmosphériques. Les scientifiques mesurent divers indicateurs ou traceurs dans ces bulles, tels que la concentration en dioxygène (O2) et la composition isotopique du dioxygène, afin de dater les conditions climatiques passées dans l’Antarctique, ainsi que les changements survenus à de plus hautes latitudes et à l’échelle mondiale. La neige est poreuse près de la surface, ce qui permet à l’air de passer. En profondeur, la neige se compacte et emprisonne l’air dans des bulles. «Il est important de comprendre comment l’air est piégé et comment le processus de piégeage modifie les molécules, considérées comme des traceurs climatiques, que nous pouvons mesurer et analyser», ajoute Amaëlle Landais Israël.
Affiner la chronologie des carottes glaciaires
Concernant les 800 000 années représentées dans une carotte de glace forée dans le cadre du précédent projet EPICA financé par l'UE, elle explique: «Nous savions approximativement quand les grands changements climatiques se sont produits, mais des incertitudes subsistaient concernant 6 000 à 10 000 ans à différents moments». «Nous avons réussi à réduire cette incertitude dans la chronologie», dit-elle, décrivant cela comme l’une des principales réalisations du projet ICORDA. L’équipe a également augmenté la résolution des mesures de tous les 1 000 ans à tous les 100-500 ans. Cela a permis de mieux comprendre la séquence des changements et de déterminer si les températures ont augmenté avant, ou après, les concentrations de dioxyde de carbone. «Nous savons désormais que la température de l’Antarctique commence généralement à augmenter très tôt et simultanément à la concentration de CO2», souligne Amaëlle Landais Israël. «La température de l’Antarctique atteint d’abord son maximum, puis, plusieurs siècles ou millénaires plus tard, on observe un maximum de la température à des latitudes [mondiales] plus basses.» Le projet a utilisé un modèle de système terrestre pour effectuer des simulations sur de très longues périodes, de plus de 100 000 ans. «Le modèle relie les mesures des expériences en laboratoire aux mesures des bulles des carottes de glace», explique-t-elle. «Les changements observés dans les traceurs des bulles de glace peuvent refléter le flux global de la photosynthèse [des plantes] et des précipitations aux basses latitudes.»
Retour 1,5 million d’années en arrière
En janvier 2025, dans le cadre du projet Beyond EPICA Oldest Ice Core financé par l’UE, une carotte de glace a été forée dans l’Antarctique de l’Est qui remonte encore plus loin, à 1,5 million d’années. «Notre boîte à outils servira également dans ce domaine», fait remarquer Amaëlle Landais Israël.
Développer des méthodes qui permettent d’utiliser de plus petits échantillons de glace
Elle met en exergue les nouvelles méthodes développées par l’équipe pour réduire les échantillons de glace de près de 1 kg à environ 80 grammes pour certaines mesures. Ceci est également crucial pour la carotte de glace de Beyond EPICA. Pour ce faire, des mesures isotopiques ont été effectuées non seulement sur de rares traces d’argon pur dans l’échantillon de glace, ce qui est la méthode habituelle, mais aussi sur une combinaison d’argon et d’azote, présents dans l’air. «Lorsque nous utilisons les deux gaz [argon et azote], nous obtenons les mêmes résultats scientifiques, ce qui signifie que nous pouvons utiliser beaucoup moins de glace», explique Amaëlle Landais Israël, qui ajoute: «Chaque échantillon de glace est précieux».
