L'érosion de l'Antarctique de l'Est est essentiellement due à la phase glaciaire de la fin de l'Ere Primaire
Publié par Isabelle le 26/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INSU
Une équipe impliquant des chercheurs de six laboratoires français a reconstitué l'histoire de l'érosion de l'Antarctique de l'Est depuis 350 millions d'années (MA). Cette étude démontre que l'érosion de l'Antarctique est pour l'essentiel très ancienne, elle remonte au Late Paleozoic Ice Age (LPIA), une grande période de 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...) datée de 340-300 MA. Le relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.) est essentiellement hérité de cette époque, tandis que la calotte Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est...) a eu peu d'impact sur l'érosion au cours des 30 derniers MA.


Figure 1: Synthèse des résultats obtenus: histoire thermique température-temps des échantillons collectés le long de la marge de Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes telluriques,...) Adélie, modélisée à partir 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.) thermochronologiques traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la...) de fission et U-Th-He sur apatite. APAZ: zone d'annihilation partielle des traces de fission et APRZ: zone de rétention partielle de l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des éléments. Son point...), dans les apatites. LPIA: Late Paleozoic Ice Age.

La compréhension de l'histoire de l'érosion de l'Antarctique est fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) pour comprendre les liens entre les dynamiques glaciaires et climatiques, et notamment le comportement futur de la calotte en réponse au réchauffement et son impact sur le niveau marin. La réponse de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) continentale à l'érosion glaciaire demeure largement inconnue du fait de la couverture de l'Antarctique à plus de 99% par une calotte glaciaire de 2 à 3 km d'épaisseur. Les études géophysiques ont montré un relief sous-glaciaire complexe, interprété soit comme résultant d'épisodes tectoniques de rifting ou bien d'une érosion sous-glaciaire très importante. Dans le cadre d'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...) Labex soutenu par 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 États-Unis, au moment où les...) Grenoble Alpes, nous avons mené une étude thermochronologique sur des échantillons collectés sur 600 km le long des côtes de Terre Adélie. L'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut effectuer des...) a été réalisé avec le soutien de l'IPEV depuis les années 2000 dans les campagnes GEOLETA et ARLITA.

Les résultats de cette étude montrent qu'une exhumation homogène de l'ordre de 4 km a eu lieu à l'échelle de l'Antarctique de l'Est entre 340 et 300 MA (Fig. 1). Ces données excluent une exhumation au cours du rifting permien (280-250 MA) ou en liaison avec le rifting précédant l'ouverture de l'océan austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui entoure l'Antarctique. C'est en surface le quatrième océan, et le dernier défini, puisque c'est une décision de l'Organisation...) (160-90 MA).


Figure 2: Reconstitution de l'Antarctique de l'Est au Maximum glaciaire du LPIA (à environ 300 MA), basé sur les données thermochronologiques obtenues en Terre Adélie (cette étude) et celles obtenues ailleurs en Antarctique et Australie. Les positions de plusieurs grands glaciers sont proposées d'après les directions de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans...) glaciaires et les bassins périphériques. Un grand glacier (Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées. Écrasée sous son propre poids, la neige expulse l'air qu'elle contient, se...): celui de Terre-Adélie-Georges V (TA-GV) explique l'érosion importante de l'Antarctique de l'Est alors qu'à 300 Ma le pôle Sud (Le pôle Sud est le point le plus au sud de la surface de la Terre, diamétralement opposé au pôle Nord. Il est situé sur le continent Antarctique.) se situait à proximité de sa situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin...) actuelle

Cette érosion ne semble pas avoir de cause tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures géologiques d'échelle kilométrique et plus...) au regard de l'absence de déformation de cet âge à l'échelle de la Terre Adélie. Par contre, cette érosion est reliée à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) glaciaire, celle du LPIA, qui coïncide avec l'abaissement significatif des teneurs en CO2 de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) (entre 300 et 600 ppmV), et avec l'abaissement du niveau marin de l 'ordre de -30 à -70 m. A cette époque le pôle sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) était proche de ce qu'il est aujourd'hui (Fig. 2). La présence de masses glaciaires en Terre Adélie est corroborée par des bassins péri-glaciaires à l'Est et au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du domaine étudié, et des paléo-directions d'écoulement glaciaires radiaires par rapport à celle-ci. La forte érosion qui est mise en évidence ici montre que la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des glaciers à proximité du pôle pendant le LPIA était comparable à celle des glaciers tempérés à 'base chaude' comme aujourd'hui en latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...). La fin de cet épisode glaciaire est très rapide à 300 Ma, il est corrélé avec une dérive continentale conduisant à un décalage du pôle par rapport au continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme désigne une vaste étendue continue de terre...).

De telles données montrent qu'il y a eu très peu d'érosion au tertiaire du fait d'une grande stabilité de la calotte glaciaire antarctique y compris dans les phases les plus chaudes depuis 33 MA. Cela s'explique notamment par un mode de glissement interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...) à la calotte et à l'absence de friction basale caractéristiques des glaciers à base froide. Ceci suggère que la calotte antarctique pourrait également, à court terme, rester relativement stable et peu contribuer à l'élévation du niveau marin dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de...) de réchauffement global. Nous devons désormais valider ce modèle par une étude des blocs de moraines transportés par les glaciers à l'échelle de l'Antarctique de l'Est.

Note(s):
Les laboratoires français impliqués sont l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences de la terre (ISTerre, CNRS/Université Grenoble Alpes/IRD/IFSTTAR/Université Savoie Mont Blanc), le Laboratoire Géoazur (OCA, CNRS/UNICE/UPMC/IRD), le Laboratoire magmas et volcans (LMV, CNRS/Université Blaise Pascal/Université Jean Monnet St-Étienne/IRD), le Laboratoire environnements, dynamiques et territoires de la montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète...) (EDYTEM, CNRS/UDS), le Laboratoire chrono-environnement (Université de Franche-Comté/CNRS) et le Laboratoire Geosciences Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les...) Sud (GEOPS, CNRS/UPSUD
).

Source(s):
Rolland, Y., Bernet, M., van der Beek, P., Gautheron, C., Duclaux, G., Bascou, J., Balvay, M., Héraudet, L., Sue, C., Ménot, R.-P. (2019) Late Paleozoic Ice Age glaciers shaped East Antarctica landscape, Earth and Planetary Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que...) Letters, doi: 10.1016/j.epsl.2018.10.044

Contact chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...):
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