Des archives climatiques vieilles de 6 millions d’années découvertes dans l’Antarctique oriental

Michelle Klampe

Une équipe de scientifiques américains a découvert la glace et l’air les plus anciens directement datés de la planète dans la région d’Allan Hills, en Antarctique oriental.

Selon une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, cette glace vieille de 6 millions d’années et les minuscules bulles d’air qu’elle renferme offrent un aperçu sans précédent du climat passé de la Terre. L’échantillon de glace le plus ancien provenant d’Allan Hills et daté par les chercheurs remonte à 6 millions d’années, à une période de l’histoire de la Terre où de nombreuses preuves géologiques indiquent des températures beaucoup plus chaudes et des niveaux marins plus élevés qu’aujourd’hui.

La recherche a été menée par Sarah Shackleton, de la Woods Hole Oceanographic Institution, et John Higgins, de l’université de Princeton, tous deux affiliés au Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX), un centre financé par la National Science Foundation qui regroupe 15 institutions de recherche américaines sous la direction de l’université d’État de l’Oregon.

« Les carottes de glace sont comme des machines à remonter le temps qui permettent aux scientifiques d’observer à quoi ressemblait notre planète dans le passé », a déclaré Mme Shackleton, qui a participé à de nombreuses campagnes de forage de carottes de glace à Allan Hills. « Les carottes d’Allan Hills nous aident à remonter beaucoup plus loin dans le temps que nous ne l’aurions imaginé. »

Il s’agit de la découverte la plus importante à ce jour pour le COLDEX, un centre scientifique et technologique de la NSF financé en 2021 pour explorer la calotte glaciaire antarctique, qui est la plus grande masse de glace de la planète, a déclaré le directeur du COLDEX, Ed Brook, paléoclimatologue au Collège des sciences de la Terre, des océans et de l’atmosphère de l’OSU.

« Nous savions que la glace était ancienne dans cette région. Au départ, nous espérions trouver de la glace vieille de 3 millions d’années, voire un peu plus, mais cette découverte a largement dépassé nos attentes », a ajouté M. Brook.

COLDEX fait partie des nombreuses équipes à travers le monde qui se livrent actuellement à une compétition amicale pour repousser la limite des 800 000 ans atteinte jusqu’à présent dans l’étude des carottes de glace. Récemment, une équipe européenne a annoncé avoir trouvé une carotte de glace profonde et continue datant de 1,2 million d’années à l’intérieur de l’Antarctique oriental.

Les équipes de recherche de COLDEX explorent un autre environnement pour trouver de la glace ancienne. Travaillant pendant des mois dans un campement isolé dans les collines Allan, en Antarctique oriental, le groupe a foré à une profondeur de 100 à 200 mètres sur les bords de la calotte glaciaire, à plusieurs endroits où le flux glaciaire et la topographie montagneuse accidentée se combinent pour préserver la glace ancienne et la rapprocher de la surface, la rendant ainsi plus facile à atteindre. En revanche, la récupération des carottes de glace continues les plus anciennes sur des sites de l’Antarctique oriental nécessite un forage à plus de 2 000 mètres de profondeur.

« Nous cherchons encore à déterminer les conditions exactes qui permettent à une glace aussi ancienne de survivre si près de la surface », a commenté Shackleton. « Outre la topographie, il s’agit probablement d’une combinaison de vents violents et de froid intense. Le vent emporte la neige fraîche et le froid ralentit la glace jusqu’à la rendre presque immobile. Cela fait des collines Allan l’un des meilleurs endroits au monde pour trouver de la glace ancienne peu profonde, mais aussi l’un des endroits les plus difficiles pour passer une saison sur le terrain. »

L’air emprisonné dans ces nouveaux carottages permet aux scientifiques de dater directement la glace grâce à des mesures minutieuses d’un isotope de l’argon, un gaz noble. La datation directe signifie que les scientifiques ont mesuré dans la glace elle-même des éléments qui indiquent son âge, plutôt que de faire une déduction basée sur une caractéristique ou un dépôt associé.

Bien que les enregistrements de cette glace ancienne ne soient pas continus, leur ancienneté est sans précédent, ont déclaré les chercheurs. En datant de nombreux échantillons, explique M. Higgins, « l’équipe a constitué une bibliothèque de ce que nous appelons des « instantanés climatiques » environ six fois plus anciens que toutes les données de carottes de glace précédemment rapportées, complétant ainsi les données plus détaillées et plus récentes provenant de carottes prélevées à l’intérieur de l’Antarctique ».

Les enregistrements de température issus des mesures des isotopes d’oxygène dans la glace révèlent que cette région a connu un refroidissement progressif et à long terme d’environ 12 degrés Celsius. Il s’agit de la première mesure directe du refroidissement de l’Antarctique au cours des 6 derniers millions d’années.

Les recherches en cours sur ces carottes de glace visent à reconstituer les niveaux de gaz à effet de serre atmosphériques et la chaleur contenue dans les océans, qui ont des implications importantes pour la compréhension des causes du changement climatique naturel.

Une équipe COLDEX se rendra dans les Allan Hills dans les prochains mois pour effectuer d’autres forages, avec la possibilité d’obtenir des instantanés plus détaillés et de la glace encore plus ancienne, a déclaré M. Brook.

« Compte tenu de la glace spectaculairement ancienne que nous avons découverte à Allan Hills, nous avons également conçu une nouvelle étude complète à plus long terme sur cette région afin d’essayer d’étendre encore davantage les archives dans le temps, que nous espérons mener entre 2026 et 2031 », a-t-il conclu.

Article : « Miocene and Pliocene ice and air from the Allan Hills blue ice area, East Antarctica » – DOI : 10.1073/pnas.2502681122

Source : OSU