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Posté par Michel le Vendredi 25/01/2013 à 00:00
Un épisode chaud décrit par les plus anciennes glaces du Groenland
L'Histoire du climat vient d'être reconstituée sur 130 000 ans au Groenland grâce à l'analyse de carottes de glace extraites lors du forage NEEM (1) mené par une équipe internationale de scientifiques impliquant en France, le CNRS, le CEA, l'UVSQ, l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Joseph Fourier (2) et l'IPEV. Les chercheurs ont pu récupérer pour la première fois en Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une partie du Canada, du Groenland (territoire du...) de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) formée lors de la dernière période interglaciaire, il y a 130 000 à 125 000 ans, marquée par un important réchauffement arctique. Selon leurs travaux, la calotte du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois (« terre...) aurait contribué seulement de 2 mètres aux 4 à 8 mètres de montée du niveau marin caractéristique de cette période. Publiée le 24 janvier dans Nature, cette étude apporte des informations précieuses pour comprendre les relations entre climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...) et montée du niveau des mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.).


Les carottes de glace sont coupées et mesurées par une équipe internationale de scientifiques au site de NEEM. Christopher Stowasser de l'Université de Copenhague en Allemagne est sur la photo.
© Jørgen Peder Steffensen, University of Copenhagen, Denmark

NEEM est un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) de forage international visant à extraire des carottes de glace au nord-ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) du Groenland, afin d'obtenir pour la première fois en Arctique des échantillons couvrant les derniers 130 000 ans donnant accès à la dernière période interglaciaire, l'Eemien, un épisode chaud du passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur...). Pilotée par l'Université de Copenhague et impliquant 14 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent sous forme...), dont la France, l'équipe de NEEM a foré plus de 2,5 km jusqu'au socle rocheux en deux ans, entre 2010 et 2012. Elle a ainsi extrait le premier enregistrement complet de l'Eemien, fournissant des estimations des changements de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...), de quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de précipitations et de composition atmosphérique.

Les carottes de glace du Groenland, formées par l'accumulation et le tassement de couches de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les...), ont été scrutées par une palette d'analyses effectuée sur la glace elle-même mais aussi sur l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) piégé dans cette dernière. La mesure des isotopes stables de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) informe sur les changements de température à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) de la calotte et de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal...) d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Composition isotopique de l'eau et composition atmosphérique de l'air piégé ont permis aux scientifiques de caractériser les variations passées du climat, enregistrées au Groenland année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) après année, comme dans les anneaux de croissance des arbres. La quantité de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) présente dans la glace renseigne enfin sur les variations d'épaisseur de la calotte de glace, la teneur en air piégé variant en fonction de l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition...) du site.


Professeur Dorthe Dahl-Jensen, coordinatrice du projet NEEM, tient une section de carotte de glace extraite dans le cadre de NEEM. De nombreuses analyses sont nécessaires pour révéler les secrets du climat à partir de la glace.
© Sepp Kipfstuhl, Alfred Wegener (Alfred Wegener (1er novembre 1880, Berlin — novembre 1930, Groenland) est un astronome et météorologue allemand, principalement connu pour sa théorie de la dérive des continents publiée en 1915.) Institute, Bremerhaven, Germany

A partir de ces analyses, les scientifiques ont été en mesure de décrire les changements climatiques sur les derniers 130 000 ans au Groenland. Résultats: durant l'Eemien, il y a 130 000 à 125 000 ans, le climat du nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du Groenland aurait été de 4°C à 8°C plus chaud qu'actuellement. Ces températures sont plus élevées que celles simulées par les modèles de climat pour cette période (3). Pour autant et de manière surprenante, l'altitude de la calotte, au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui s'entend ici comme la continuité en tout point. En...) de NEEM, n'a baissé que de quelques centaines de mètres sous le niveau actuel. En effet, au début de la période interglaciaire, il y a environ 128 000 ans, elle était 200 mètres plus élevée que le niveau actuel, puis l'épaisseur de la calotte a diminué à un rythme d'en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...) 6 cm par an. Ensuite, il y a près de 122 000 ans, l'altitude de la surface était environ 130 mètres sous le niveau actuel. L'épaisseur de la calotte est alors restée stable (autour de 2 400 mètres) jusqu'au début de la dernière glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.), il y a près de 115 000 ans. La calotte du Groenland n'a donc pu contribuer que de 2 mètres aux 4 à 8 mètres de la montée du niveau marin caractéristique de l'Eemien.

Par ailleurs, les chercheurs estiment que le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de la calotte du Groenland a diminué d'environ 25% en 6 000 ans durant l'Eemien. Au cours de cette période, une intense fonte de surface est enregistrée dans les carottes de glace par des couches de regel. Ces dernières résultent de l'eau de fonte, fournie par la neige de surface, qui s'est infiltrée dans les couches de neige plus profondes puis a regelé. De tels évènements de fonte sont très rares au cours des derniers 5 000 ans, confirmant que la température de surface au site de NEEM était nettement plus chaude pendant l'Eemien qu'actuellement. Ce phénomène a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même été observé durant l'été 2012 par l'équipe présente sur le site du forage NEEM.


Une fois le carottier à la surface, celui-ci est posé à l'horizontale afin de sortir la carotte de glace. Cette dernière mesure 10,2 cm de diamètre et 3,5 mètres de long.
© Sepp Kipfstuhl, Alfred Wegener Institute, Bremerhaven, Germany

Ces résultats confirment la vulnérabilité (En gestion des risques, la vulnérabilité d'une organisation ou d'une zone géographique est le point faible de cette organisation pouvant être défini par :) de la calotte du Groenland aux augmentations de température. Cependant, le fait qu'elle n'ait pas entièrement disparu au cours de l'Eemien implique que la calotte de l'Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est entouré de...) serait responsable d'une part importante des 4 à 8 mètres de la montée du niveau marin qui s'est produite au cours de l'Eemien. La calotte de l'Antarctique, dont l'évolution passée reste mal connue, serait donc susceptible de réagir de manière significative au réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un...). Cette reconstitution du climat de l'Eemien fournit des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de référence qui seront confrontées aux simulations du climat et de l'évolution des calottes de glace, seuls outils disponibles pour évaluer les risques d'évolution future du climat et du niveau des mers.

En France, le projet NEEM a principalement bénéficié des soutiens du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), du CEA, de l'IPEV et de l'ANR Vulnérabilités, Milieux et Climat.


Reflet dans une carotte de glace extraite du forage NEEM.
© Gregory Teste, LGGE (CNRS/UJF)

Notes:

(1) North Greenland Eemien Ice Drilling (ou forage de glace Eemien au Nord du Groenland)

(2) Les laboratoires français impliqués sont principalement le Laboratoire de glaciologie et de géophysique de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) (LGGE, CNRS/UJF) et le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (IPSL/LSCE, CNRS/CEA/UVSQ). Le laboratoire Grenoble Images Parole (La parole, c'est du langage incarné. Autrement dit c'est l'acte d'un sujet. Si le langage renvoie à la notion de code, la parole renvoie à celle de corps. La parole est singulière et opère un acte de langage qui...) Signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) Automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les...) (CNRS/Grenoble-INP/UJF/Université Stendhal) a contribué à la modélisation du piégeage de l'air. Coordonnées par Valérie Masson-Delmotte, les équipes françaises ont participé aux opérations de terrain (forage, traitement des carottes), à l'analyse des poussières, des isotopes de l'eau, de la composition de l'air, des propriétés physiques et à la modélisation du piégeage de l'air et de l'écoulement de la calotte. Elles ont joué un rôle clé dans la datation de la glace profonde du forage.

(3) La cause du réchauffement du Groenland pendant la dernière période interglaciaire est bien connue: il s'agit d'une augmentation de l'ensoleillement d'été, due à une orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite terrestre. Les satellites...) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace,...).


Référence:

Eemian interglacial reconstructed from a Greenland folded ice core. Nature, 24 janvier 2013.


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Source: CNRS