Les carottes de glace fournissent la première documentation sur la perte rapide de glace en Antarctique dans le passé

Des chercheurs de l’Université de Cambridge et du British Antarctic Survey ont découvert la première preuve directe du rétrécissement soudain et spectaculaire de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental à la fin de la dernière période glaciaire, il y a environ huit mille ans.

Les preuves contenues dans une carotte de glace montrent qu’à un endroit donné, la calotte glaciaire s’est amincie de 450 mètres, soit plus que la hauteur de l’Empire State Building, en un peu moins de 200 ans.

Il s’agit de la première preuve d’une telle perte de banquise en Antarctique. Les scientifiques craignent que la hausse actuelle des températures ne déstabilise à l’avenir certaines parties de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental, dépassant potentiellement un point de basculement et provoquant un effondrement incontrôlable. Le nouveau étudePublié dans Géosciences naturellesmet en lumière la rapidité avec laquelle la glace de l’Antarctique pourrait fondre si les températures continuent de monter en flèche.

« Nous avons maintenant des preuves directes que cette calotte glaciaire a subi une perte rapide de glace dans le passé », a déclaré le professeur Eric Wolff, auteur principal de la nouvelle étude du Département des sciences de la Terre de Cambridge. « Ce scénario n’existe pas uniquement dans les prévisions de notre modèle et il pourrait se reproduire si certaines parties de cette calotte glaciaire devenaient instables. »

Les calottes glaciaires de l’Antarctique, d’ouest en est, contiennent suffisamment d’eau douce pour élever le niveau de la mer d’environ 57 mètres. La calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est considérée comme particulièrement vulnérable car elle repose en grande partie sur un substrat rocheux situé sous le niveau de la mer.

Les prévisions des modèles suggèrent qu’une grande partie de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental pourrait disparaître au cours des prochains siècles, entraînant une élévation du niveau de la mer. Cependant, on ne sait pas exactement quand et à quelle vitesse la glace pourrait disparaître.

Une façon d’entraîner les modèles de calotte glaciaire à faire de meilleures prévisions consiste à les alimenter avec des données sur la perte de glace lors des périodes de réchauffement de l’histoire de la Terre. Au plus fort de la dernière période glaciaire, il y a 20 000 ans, la glace de l’Antarctique couvrait une superficie plus grande qu’aujourd’hui. À mesure que notre planète fondait et que les températures augmentaient lentement, la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental s’est contractée pour atteindre plus ou moins son étendue actuelle.

« Nous voulions savoir ce qui était arrivé à la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental à la fin de la dernière période glaciaire, lorsque les températures sur Terre augmentaient, bien qu’à un rythme plus lent que le réchauffement anthropique actuel », a déclaré le Dr Isobel Rowell, co-auteur de l’étude. du British Antarctic Survey. « En utilisant des carottes de glace, nous pouvons remonter à cette époque et estimer l’épaisseur et l’étendue de la calotte glaciaire. »

Les carottes de glace sont constituées de couches de glace qui se sont formées lors de la chute de neige, puis ont été enfouies et compactées en cristaux de glace pendant des milliers d’années. Piégées dans chaque couche de glace se trouvent des bulles d’air ancien et des contaminants qui se sont mélangés aux chutes de neige de chaque année, fournissant des indices sur le changement climatique et l’étendue des glaces.

Les chercheurs ont foré une carotte de glace de 651 mètres de long à partir du Skytrain Ice Rise en 2019. Ce monticule de glace se trouve au bord de la calotte glaciaire, près du point où la glace au sol s’écoule dans la plate-forme de glace flottante de Ronne.

Après avoir ramené les carottes de glace à Cambridge à -20°C, les chercheurs les ont analysées pour reconstituer l’épaisseur de la glace. Tout d’abord, ils ont mesuré les isotopes stables de l’eau, qui indiquent la température au moment où la neige est tombée. La température diminue à des altitudes plus élevées (pensez à l’air froid des montagnes), ils ont donc pu assimiler des températures plus chaudes à une glace plus basse et plus fine.

Ils ont également mesuré la pression des bulles d’air emprisonnées dans la glace. Comme la température, la pression atmosphérique varie systématiquement avec l’altitude. La glace plus basse et plus fine contient des bulles d’air à haute pression.

Ces mesures leur ont appris que la glace s’amincit rapidement il y a 8 000 ans. « Une fois que la glace s’est amincie, elle a rétréci très rapidement », a déclaré Wolff, « c’était clairement un point de bascule, un processus incontrôlable ».

Ils pensent que cet amincissement a probablement été déclenché par l’eau chaude pénétrant sous le bord de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental, qui repose normalement sur le substrat rocheux. Cela a probablement détaché une partie de la glace du substrat rocheux, lui permettant de flotter soudainement et formant ce qui est maintenant la plate-forme de glace de Ronne. Cela a ensuite permis au Skytrain Ice Rise voisin, qui n’était plus limité par la glace au sol, de s’amincir rapidement.

Les chercheurs ont également découvert que la teneur en sodium de la glace (provenant du sel présent dans les embruns marins) augmentait environ 300 ans après l’amincissement de la glace. Cela leur a appris qu’après l’amincissement de la glace, la plate-forme de glace s’est rétrécie, de sorte que la mer s’est rapprochée de plusieurs centaines de kilomètres de leur site.

« Nous savions déjà grâce aux modèles que la glace s’amincit à peu près à cette époque, mais la date était incertaine », a déclaré Rowell. Les modèles de calotte glaciaire situent le retrait il y a entre 12 000 et 5 000 ans et ne peuvent pas dire à quelle vitesse cela s’est produit. « Nous disposons désormais d’une observation très précisément datée de ce retrait, qui peut être intégrée dans des modèles améliorés », a déclaré Rowell.

Bien que la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental ait reculé rapidement il y a 8 000 ans, elle s’est stabilisée lorsqu’elle a atteint à peu près son étendue actuelle. « Il est maintenant crucial de découvrir si une chaleur supplémentaire pourrait déstabiliser la glace et la faire reculer à nouveau », a déclaré Wolff.