La fonte des glaciers détruit d’importantes archives de données climatiques

Dans le cadre de l’initiative Ice Memory, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI), en collaboration avec des collègues de l’Université de Fribourg et de l’Université Ca’ Foscari de Venise ainsi que de l’Institut des sciences polaires du Conseil national italien de la recherche (CNR), ont analysé la glace. carottes forées en 2018 et 2020 sur le glacier de Corbassière à Grand Combin dans le canton du Valais.

Maintenant, une comparaison des deux ensembles de carottes de glace, publiée dans Géosciences naturellesmontre que le réchauffement climatique a rendu au moins ce glacier inutilisable comme archive climatique.

Le glacier de Corbassière, dans le massif du Grand Combin, ne permet plus d’obtenir d’informations fiables sur le climat passé et la pollution de l’air, car la fonte des glaciers alpins progresse plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant. C’est à cette conclusion qui donne à réfléchir que sont parvenues les chercheurs dirigés par Margit Schwikowski, directrice du Laboratoire de chimie de l’environnement au PSI, et Carla Huber, Ph.D. étudiant et premier auteur de l’étude, lorsqu’ils ont comparé les signatures des particules enfermées dans les couches annuelles de glace.

Les glaciers sont d’une valeur inestimable pour la recherche sur le climat. Les conditions climatiques et les compositions atmosphériques des âges passés sont préservées dans leurs glaces. Par conséquent, ils peuvent servir – à peu près de la même manière que les cernes des arbres et les sédiments océaniques – d’archives climatiques pour la recherche.

Normalement, la quantité de substances traces liées aux particules dans la glace fluctue selon les saisons. Des substances telles que l’ammonium, le nitrate et le sulfate proviennent de l’air et se déposent sur le glacier lors des chutes de neige ; les concentrations sont élevées en été et faibles en hiver, car de moindres quantités d’air pollué peuvent s’élever de la vallée lorsque l’air est froid.

La carotte de glace de 2018, forée à des profondeurs allant jusqu’à 14 mètres lors d’une étude préliminaire et contenant des dépôts remontant à 2011, montre ces fluctuations comme prévu. Mais la carotte forée sous la direction du chercheur au PSI Theo Jenk, réalisée en 2020 jusqu’à 18 mètres de profondeur, ne montre ces fluctuations que pour les trois ou quatre couches annuelles supérieures. Plus profondément dans la glace, c’est-à-dire plus loin dans le passé, la courbe indiquant la concentration de substances traces devient sensiblement plus plate et la quantité totale est plus faible. L’équipe de Schwikowski en parle dans son étude.

Emporté par l’eau de fonte

Leur explication de l’écart observé : entre 2018 et 2020, la fonte du glacier a dû être si forte qu’une quantité particulièrement importante d’eau de la surface a pénétré dans le glacier et a entraîné les traces qu’il contenait dans les profondeurs.

« Mais apparemment, l’eau n’a pas encore gelé, concentrant les substances traces », conclut le chimiste environnemental, « au lieu de cela, elle s’est écoulée et les a littéralement emportées. » Bien sûr, cela déforme les signatures des inclusions en couches. Les archives climatiques sont détruites. C’est comme si quelqu’un pénétrait par effraction dans une bibliothèque et non seulement gâchait toutes les étagères et tous les livres, mais volait également beaucoup de livres et mélangeait les mots individuels dans les mots restants, rendant impossible la reconstruction des textes originaux.

Les chercheurs ont examiné les données météorologiques de 2018 à 2020. Comme il n’y a pas de station météo au sommet du Grand Combin, ils ont combiné les données des stations environnantes et les ont extrapolées pour la zone d’étude sur la montagne. Selon ce calcul, il faisait chaud sur le glacier, conformément à la tendance climatique générale, mais ces années ne constituaient pas des valeurs extrêmes.

« Nous concluons qu’il n’y a pas eu de déclencheur unique à cette forte fonte, mais qu’elle est le résultat de nombreuses années chaudes dans un passé récent », explique Schwikowski. « Il semble qu’un seuil ait été franchi, ce qui a désormais conduit à un effet relativement fort. »

Une dynamique inattendue

En fin de compte, l’exemple du Grand Combin montre que la fonte des glaciers progresse de manière plus dynamique que ne le pensaient les experts.

« Depuis longtemps, il est clair que les langues glaciaires reculent. Mais nous n’aurions pas pensé que les zones alimentant les glaciers de haute montagne seraient également gravement touchées, c’est-à-dire leur partie la plus élevée, là où se forme la reconstitution des glaces »,  » dit Schwikowski.

Jusqu’à présent, les chercheurs ont examiné la répartition des isotopes de l’oxygène dans la glace, qui peuvent fournir des informations sur l’évolution de la température, ainsi que des composés ioniques traces tels que l’ammonium, le nitrate et le sulfate. Ils souhaitent ensuite analyser dans quelle mesure les signatures des substances organiques présentes dans la glace sont également affectées.

Ice Memory : sanctuaire de carottes de glace en Antarctique

Une autre raison pour laquelle Schwikowski s’intéresse à cette question est qu’elle participe, avec d’autres experts en carottes de glace du monde entier, à l’initiative menée par la Ice Memory Foundation. L’objectif de cet effort de recherche est d’obtenir des carottes de glace de 20 glaciers menacés à travers le monde en 20 ans et de les collecter dans une archive climatique mondiale. Les carottes, découpées en bâtonnets d’environ un mètre de long et huit centimètres de diamètre, récupérées individuellement dans les profondeurs, doivent être stockées de manière permanente et sécurisée dans une grotte de glace de la station de recherche italo-française Concordia en Antarctique, gérée par une société internationale. gouvernance sur le long terme.

Les températures fiables près du pôle Sud, d’une moyenne de moins 50 degrés Celsius, garantissent que les carottes resteront utilisables pour les études à l’avenir, même si le réchauffement climatique provoque la fonte de tous les glaciers alpins à un moment donné. Ceci est important car les méthodes d’analyse s’améliorent constamment et les futures générations de scientifiques pourraient extraire de la glace des informations complètement différentes.

La carotte de glace du Grand Combin devrait faire partie de ces 20 échantillons de glacier.

« Mais nous avions déjà réalisé, sur la montagne, que cela ne donnerait rien », dit Schwikowski. « Comme je l’ai dit, les forages d’essai de 2018 semblaient toujours bons. Mais à plusieurs reprises en 2020, nous avons rencontré des couches de glace épaisses et solides qui s’étaient formées entre-temps lorsque l’eau fondait et gelait à nouveau. Nous avons rencontré une de ces couches particulièrement épaisses à une profondeur de 17 à 18 mètres, qui se trouvait sous une couche très aqueuse et molle. Cette transition nous a causé d’énormes problèmes. Surtout lorsque nous forions plus profondément et que nous retirions ensuite, la foreuse s’est coincée dans la couche de glace dure. Nous avons presque perdu cet appareil coûteux.

Comme d’autres tentatives sur d’autres parties de la selle du glacier ont rencontré la même couche et les mêmes difficultés, les chercheurs ont dû abandonner l’expédition. Ils voulaient en fait forer à 80 mètres de profondeur, jusqu’au substrat rocheux, pour enregistrer l’intégralité des archives du glacier, qui s’étendent sur des milliers d’années. Mais cela n’était pas possible.

« Et nos analyses le confirment désormais », déclare Schwikowski. « Au Grand Combin, on arrive déjà trop tard. »

Course contre le temps

Il est à craindre que ce soit également le cas d’autres glaciers du monde qui n’ont pas encore été échantillonnés dans le cadre de Ice Memory. Dans les Alpes, outre le glacier du Col du Dôme sur le Mont Blanc à 4 250 mètres d’altitude, où l’équipe du projet a foré pour la première fois en 2016, il n’y a que le Colle Gnifetti à la frontière italo-suisse, qui est encore plus haut à 4 450 mètres et donc plus froid que le Glacier du Grand Combin. L’année suivante, l’équipe du PSI et les partenaires de la Ice Memory Foundation ont pu obtenir une carotte de glace dont la signature était encore intacte.

Des carottes provenant d’Illimani dans les Andes boliviennes, de Belukha dans l’Altaï russe et d’Elbrouz dans le Caucase ont déjà été obtenues. L’année dernière, il y a eu également des expéditions au Spitzberg et au Col del Lys en Italie ; leurs analyses sont toujours en attente. Une expédition au Kilimandjaro, qui possède la seule masse de glace importante d’Afrique, a échoué l’année dernière en raison de problèmes politiques et administratifs.

Le projet est une course contre la montre. Le succès n’est en aucun cas garanti. Des revers comme ceux du Grand Combin deviennent chaque année plus probables.