Des chercheurs de l’Ohio State University utilisent la poussière emprisonnée dans la glace des glaciers du Tibet pour documenter les changements passés du système climatique complexe de la Terre et peut-être un jour aider à prédire les changements futurs.
Leurs découvertes suggèrent que la composition de la poussière dans les échantillons prélevés dans différentes zones et profondeurs du même glacier peut varier considérablement, une découverte qui laisse entendre qu’un enregistrement complet de la poussière pourrait offrir plus de secrets que les scientifiques ne le pensent.
La poussière soulevée par des vents violents peut provoquer une foule de réactions en chaîne dans l’atmosphère, affectant tout, de la santé humaine et de la biochimie marine à l’équilibre du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. La façon dont ces microparticules affectent l’atmosphère environnante dépend largement de leur taille, de leur forme et de leur composition chimique.
Dans une nouvelle étude publiée récemment dans Géosciencesles chercheurs ont travaillé pour aider à comprendre comment la poussière affecte le climat – et est affectée par celui-ci – en examinant les particules de poussière enfermées dans la glace ancienne, ou ce qu’Emilie Beaudon, co-auteur de l’étude et associée de recherche principale au Byrd Polar and Climate Research Center , appelle « cryo-poussière ».
« En examinant la composition de la poussière à travers la glace, nous pouvons extraire des informations sur l’état de l’environnement de la Terre au moment où la neige s’est déposée et la glace s’est formée », a-t-elle déclaré. « Nous pourrions être en mesure de savoir s’il s’agissait d’une période relativement sèche ou humide ou essayer de déduire d’où provient la poussière à l’origine, et ainsi obtenir des informations sur les influences atmosphériques passées. »
Mais les chercheurs ont besoin de beaucoup de glace pour pouvoir collecter ces données.
Les carottes de glace, des cylindres de glace forés dans les glaciers et les calottes glaciaires, ont longtemps été utilisées comme archives complètes du système climatique de la Terre en raison de leur bonne conservation.
Au fur et à mesure que les couches de glace s’accumulent au fil des saisons et des années, les aérosols s’accumulent dans chaque nouveau revêtement, fournissant finalement aux chercheurs des enregistrements très détaillés de l’histoire climatique tumultueuse de la planète. À l’aide de ces capsules temporelles naturelles, les scientifiques peuvent découvrir à quoi ressemblait le monde à l’époque, y compris des aspects tels que les concentrations de gaz à effet de serre, ainsi que l’activité volcanique, solaire et biologique.
Les chercheurs sur la glace utilisés dans cette étude ont été collectés dans la calotte glaciaire de Guliya au nord-ouest du Tibet, une zone abritant l’une des plus grandes régions sources de poussière atmosphérique de l’hémisphère nord, juste derrière le désert du Sahara. Parce que la région est sous l’influence des vents d’ouest, une grande partie de la poussière qu’elle ramasse est soufflée vers les grandes villes d’Asie de l’Est, a déclaré Beaudon.
Par exemple, en 2021, la Chine a connu sa plus grande tempête de poussière en une décennie alors que la tempête a forcé des villes entières à se mettre à l’abri, suscitant finalement des inquiétudes au sein de la communauté scientifique quant aux effets du changement climatique sur la fréquence et l’intensité de tels événements.
Mais les scientifiques ne disposent pas de suffisamment de données pour aider à identifier comment la poussière du désert d’Asie centrale est transportée sur de longues distances, ni comment elle change avec le temps. L’étude d’un enregistrement de poussière d’une carotte de glace tibétaine est l’un des seuls moyens de fournir une perspective à long terme sur le cycle de la poussière d’Asie centrale, a déclaré Beaudon.
En 2015, une équipe de chercheurs des États-Unis et de Chine a aidé à forer des carottes de glace à différents endroits de la calotte glaciaire de Guliya, avant de renvoyer ces carottes au laboratoire de l’État de l’Ohio. L’équipe de Beaudon a analysé deux des carottes de glace, enquêtant sur l’enregistrement de la poussière de la région en étudiant les microparticules collectées sur des filtres à partir de glace fondue, ainsi que celles piégées dans des sous-échantillons de glace typiques. Beaudon a remarqué que la poussière enrobée n’était pas uniforme; au lieu de cela, chaque dépôt était un éventail improbable de couleurs, de tailles et de couches différentes.
« C’est ainsi qu’est née l’idée d’essayer de déterminer d’où venait la poussière, car il y avait déjà tellement d’indices visuels qui mettaient en évidence leurs différences », a déclaré Beaudon.
L’équipe de Beaudon a également cherché à discerner si la plupart des particules présentes dans la glace provenaient du désert de Taklimakan près de la calotte glaciaire de Guliya, ou si elles y étaient transportées depuis d’autres endroits lointains.
« Ce que nous voulions prouver avec ces échantillons préliminaires, c’est qu’il existe une réelle variabilité dans leur géochimie et leur minéralogie », a-t-elle déclaré. « Nous avons constaté que ce n’est pas toutes les mêmes poussières qui viennent du même désert, et même dans le même glacier, vous n’avez pas toujours la même matière. »
Dans l’ensemble, l’étude note que les archives de poussière glaciaire particulièrement anciennes de Guliya sont un candidat de choix pour une exploration plus approfondie, suggérant qu’en utilisant des échantillons de carottes de glace supplémentaires pour développer des enregistrements de poussière à plus haute résolution, les travaux de Beaudon ouvrent de nombreuses voies de recherche, notamment l’étude des populations microbiennes. qui existent à l’intérieur de la glace et se nourrissent des nutriments transportés par la cryo-poussière.
Finalement, Beaudon envisage que son travail aide à enquêter sur les archives glaciaires des planètes au-delà de la Terre. « Mon objectif est d’acquérir beaucoup d’expertise dans la cryo-poussière », a-t-elle déclaré. « S’il y a jamais des carottes de glace forées ou des échantillons prélevés sur Mars ou sur toute autre planète, j’espère les étudier. »
Plus d’information:
Emilie Beaudon et al, Aeolian Dust Preserved in the Guliya Ice Cap (Northwestern Tibet): A Promising Paleo-Environmental Messenger, Géosciences (2022). DOI : 10.3390/géosciences12100366