Les secrets de notre climat actuel

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Les carottes de glace extraites des glaciers de haute altitude constituent de formidables archives de notre climat passé. Au travers de forage dans les glaciers andins découvrons les secrets de notre climat actuel : dossier élaboré par Françoise Vimeux, chercheuse en climatologie. Ce dossier, proposé par Futura Sciences permet de mieux aborder les conditions climatiques actuelles, en visitant aussi celles du passé. Le contenu, tel qu'il est élaboré me semble à la portée du plus grand nombre d'entre-nous, même si l'aspect scientifique (simplifié tout de même), peut parfois paraître un peu incompréhensible... Normal, nous ne sommes pas tous des spécialistes... ni des chercheurs !

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Les carottes de glace extraites des glaciers de haute altitude constituent de formidables archives de notre climat passé. Au travers de forages dans les glaciers andins découvrons les secrets de notre climat actuel.


Les précipitations s'accumulent au cours du temps formant des glaciers pérennes, et renferment dans leurs compositions chimiques et isotopiques de précieuses informations quant au climat qui régnait lors de leur déposition.

   Passage de nuages au lever du soleil sur un contrefort du San Valentin. Chili Robert Gallaire - IRD

Notre travail de climatologue est de "faire parler" ces traceurs géochimiques contenus dans ces glaces tropicales et tempérées et de les traduire en termes de variables climatiques quantifiées comme la température ou la quantité de précipitation.

Les questions que nous nous posons sont les suivantes :

- Comment fonctionne notre climat, quels en sont les rouages ?
- Quelle est la variabilité climatique naturelle du climat ?
- Comment va-t-il évoluer dans un contexte de changement global dans des régions fortement peuplées et en voie de développement ?

En effet, dans beaucoup de pays andins, les glaciers représentent quelquefois la seule ressource en eau et leur recul observé depuis les années 1960 est fort préoccupant. La question in fine à laquelle nous souhaitons répondre est : quel peut-être l'impact du changement global sur ces régions tributaires des glaciers pour leur ressource en eau ?


Futura Sciences 2008

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Les éléments oxygène et hydrogène possèdent chacun plusieurs isotopes stables (oxygène 16 et 18 - O16 et O18- et hydrogène et deutérium - H et D- respectivement; ils diffèrent par leur nombre de neutrons. Ainsi la molécule d'eau possède-t-elle plusieurs formes selon q'un atome d'oxygène 18 remplace un atome d'oxygène 16 ou bien qu'un atome de deutérium remplace un atome d'hydrogène.

 Comprendre les climats du passé et du présent permet de prévoir le climat de demain. Comprendre les climats du passé et du présent permet de prévoir le climat de demain. 22/9/2010

Ces différentes formes de la molécule d'eau ont des masses et des symétries différentes, ce qui induit un comportement différent lors des changements de phases qui ont lieu au cours du cycle de l'eau atmosphérique (évaporation de la surface des océans, condensation le long de la trajectoire des nuages depuis les tropiques jusqu'aux pôles, formation de cristaux de glace en altitude ou au-dessus des pôles, recyclage de la vapeur d'eau via la transpiration par la végétation sur les continents, etc).

 Petit, on s'amuse à les observer et à leur trouver une ressemblance avec telle ou telle forme. Mais quand on est scientifique, les nuages représentent un vaste champ d'étude : un mystère qu'il est crucial de résoudre pour améliorer nos connaissances sur le changement climatique. euronews (en français) 10/3/2011

Ainsi, lors d'un changement de phase, les molécules d'eau vont se redistribuer entre les différents réservoirs (vapeur, gouttes d'eau, cristaux), c'est ce qu'on appelle le fractionnement isotopique. Par exemple, en s'évaporant, la surface de l'océan crée une vapeur d'eau légèrement enrichie en molécules d'eau légères (H2O16) par rapport aux molécules lourdes (HDO ou H2O18) qui restent préférentiellement dans la phase condensée.

 Reportage. Des scientifiques ont pu mettre en évidence l'histoire du réchauffement climatique grâce à l'étude des glaces de l'Antarctique. Ina Histoire 2/7/2012

Au cours de son voyage, cette masse d'air va se refroidir en s'élevant lors des ascendances liées aux systèmes convectifs, et par conséquent son contenu en vapeur d'eau va se condenser. A chaque condensation, la vapeur d'eau s'appauvrit encore un peu plus en molécules lourdes, qui quittent la masse d'air définitivement emportées par la précipitation. Ainsi comprend-on que plus les pluies sont intenses au cours du voyage de la masse d'air, plus les neiges précipitant sur les sommets andins sont appauvries en molécules lourdes.

L'intérêt, pour nous climatologues, est que ces fractionnements sont régis par les conditions de température et d'humidité qui règnent lors de ces changements de phase et qui contrôlent aussi les quantités de précipitation disponible. Ainsi, en connaissant bien la physique des fractionnements nous pouvons retracer les conditions climatiques dans le passé en étudiant la composition isotopique des précipitations passées, soient des glaces et des glaciers, c'est à dire le rapport entre le nombre de molécules lourdes et de molécules légères dans un échantillon d'eau.

 csipsl 17/9/2013

Pour comprendre la finesse des fractionnements isotopiques et obtenir des relations exploitables entre la composition isotopique des glaces et les paramètres climatiques, nous utilisons une hiérarchie de modèles dans lesquels le cycle atmosphérique des isotopes de l'eau est représenté à travers les lois du fractionnement isotopique. Les modèles les plus simples simulent l'appauvrissement en molécules d'eau lourdes des masses d'air comme une simple distillation de Rayleigh. Les modèles les plus complexes sont les modèles de climat couplés océan-atmosphère utilisés pour les prévisions du climat futur et dans lesquels nous avons ajouté le cycle des isotopes. Entre ces deux types de modèles, nous utilisons des modèles adaptés aux régions que nous étudions qui représentent plus précisément l'orographie par exemple ou alors des modèles conceptuels qui décortiquent l'influence des divers processus locaux (voir dans la section suivante le modèle représentant les systèmes convectifs tropicaux).

Enfin, la méthode que nous utilisons pour mesurer la composition isotopique des glaces est la spectrométrie de masse. Cet appareil utilise le principe de la loi de Lorentz qui dit qu'un champ magnétique appliqué sur des molécules chargées est capable de les dévier suivant leur masse. Ainsi, nous distinguons les molécules lourdes des molécules légères et pouvons déduire le rapport isotopique d'un échantillon. Nous n'introduisons pas directement l'eau des glaciers dans ces appareils. Pour la mesure du rapport H2O18/ H2O16, nous utilisons l'échange isotopique connu entre l'eau et le dioxyde de carbone. Une fois ce dernier équilibré isotopiquement avec l'eau, il est introduit dans le spectromètre de masse. L'échange isotopique entre l'eau et le dioxyde de carbone ne dépend que de la température, que nous contrôlons, il nous est donc facile de remonter à la composition de l'eau initiale à partir de la composition isotopique du dioxyde de carbone mesurée par le spectromètre. Pour la mesure du rapport HDO/ H2O16, nous réduisons l'eau sur de l'uranium chauffé. C'est le gaz hydrogène résultant qui est introduit dans le spectromètre de masse puis le principe est le même.

Les rapports isotopiques sont mesurés par rapport à un standard international et sont donnés en pour mille d'appauvrissement par rapport à ce standard. Pour l'eau, le standard international appelé V-SMOW est la composition isotopique moyenne de l'eau de mer, par définition à zéro pour mille.

 ISSYMEDIA 19/6/2013

FUTURA SCIENCES 2008

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Si l'interprétation de la composition isotopique des glaces polaires est bien contrainte à présent, ce n'était pas le cas dans les régions tropicales et donc, avant d'interpréter les enregistrements issus des glaciers tropicaux, il a été nécessaire de bien comprendre l'outil isotopique dans un contexte très différent du contexte antarctique. En effet, le cycle de l'eau tropical possède des particularités qui affectent grandement la composition isotopique de la pluie.




Ce sont par exemple, les effets de la végétation qui en transpirant ré-injecte une partie de l'eau qu'elle a absorbée au niveau des racines; l'évaporation des zones inondées ou bien la nature même de la pluie, issue de nuages convectifs monstrueux de plusieurs kilomètres de hauteur qui "malmènent" les gouttes de pluie et modifient considérablement leur composition.

cinemanantes 21/2/2012

Pour mener ce travail de calibration, nous avons monté en Bolivie, au Pérou et en Equateur, un réseau de pluviomètres collectant la pluie à chaque événement de précipitation et aussi mensuellement. Ce réseau est constitué d'une dizaine de stations dans chacun des trois pays, qui fonctionnent maintenant depuis presque 8 ans grâce à nos partenaires andins qui sont essentiellement les services météorologiques nationaux et à la formation que nous avons dispensée aux observateurs et chercheurs locaux. Les pluies collectées sont envoyées semestriellement en France, au LSCE, où elles sont analysées dès réception pour avoir un suivi proche des conditions de prélèvement. Ces collectes de pluies et l'étude de leur composition isotopique en regard des conditions météorologiques locales et régionales (température et précipitation) nous ont permises de mettre en évidence que la composition isotopique des glaces andines retrace les conditions d'humidité (les quantités de précipitation) en amont des Andes, c'est à dire en Amazonie et au-dessus de l'Océan Atlantique tropical.

Nous avons affiné nos travaux sur les pluies d'une part en collectant ponctuellement de la vapeur d'eau atmosphérique (avant la condensation) ce qui a donné lieu à de longues missions de terrain en Bolivie pendant plusieurs mois (voir la séquence filmée sur http://www.canal.ird.fr/sommaires/missions_cp.htm) et d'autre part en développant dans le cadre de différents travaux de thèse des modèles climatiques incluant les isotopes stables de l'eau, adaptés à la partie tropicale de l'Amérique du Sud.

Tout d'abord, nous avons développé un modèle régional centré sur l'Amérique du Sud tropicale qui est venu confirmer nos observations directes sur les précipitations et montré l'importance de la convection amazonienne dans le contrôle de la composition isotopique des pluies qui se déposent sur les sommets andins. Nous avons aussi développé un modèle radiatif-convectif vertical afin d'étudier au plus près l'effet des nuages convectifs sur la composition isotopique des pluies andines. Nous avons montré ainsi que les effets de re-évaporation des gouttes d'eau dans la colonne convective ont un impact très fort sur les compositions isotopiques et que l'intensité convective peut aussi être tracée de cette manière.

Le recul subi par les glaciers dans les Andes tropicales depuis 30 ans. Les glaciers comptent parmi les indicateurs les plus sensibles de la variabilité climatique. C'est particulièrement vérifié sous les tropiques où ils offrent une bonne image de l'évolution de l'atmosphère vers 500/400 hPa (5000 m et au-dessus). Observatoire Midi-Pyrénées 28/3/2013

Toute cette étude fait partie du projet Amancay que j'ai coordonné pendant 4 ans (2005-2008) et qui a regroupé 60 chercheurs et 15 laboratoires français et sud-américains dans le cadre du programme national PNEDC (Programme National pour l'Etude de la Dynamique du climat) puis LEFE (Les Enveloppes Fluides et l'Environnement) de l'INSU (Institut National des Sciences de l'Univers). Ce projet s'est intéressé à fédérer les laboratoires français et sud-américains autour de l'étude variabilité climatique interannuelle à décennale en Amérique du Sud tropicale et a permis à plusieurs étudiants et jeunes chercheurs sud-américains de travailler avec nous.

FUTURA SCIENCES 2008

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La datation des carottes de glace tropicales découle d'une combinaison de méthodes. Lorsque la résolution temporelle le permet, généralement sur la première moitié de la carotte (les premiers 50-60 m), la datation se fait par comptage des cycles saisonniers des éléments chimiques et de la composition isotopique de la glace. La présence de cycles saisonniers marqués s'explique par l'alternance de saisons sèches et humides modifiant d'une part la manière dont les éléments chimiques se déposent (dépôt sec ou humide) et d'autre part la composition isotopique de la neige à cause de "l'amount effect" (en saison des pluies, la composition est très appauvrie en molécule lourde).

Éditions paulsen 1/1/2013

Cette datation par comptage est contrainte par des repères dits absolus : identifications de couches de cendre correspondant à une éruption volcanique connue (le Tambora en 1815 par exemple ou le Pinatubo en 1991) et des tests thermonucléaires laissant dans l'atmosphère des traces telles que de fortes concentrations en Tritium ou en Césium 137 (doubles pics caractéristiques des essais atmosphériques de 1963).

Techniques de datation. Baud Bits 18/1/2013

On utilise aussi la décroissance de certains éléments radioactifs comme le Plomb 210. La datation basée sur les cycles saisonniers permet de dater à plus ou moins 2 ans le dernier siècle suivant la carotte considérée. L'erreur sur la datation augmente avec la profondeur et peut atteindre plusieurs dizaines d'années à la profondeur où les cycles saisonniers disparaissent (vers 70-80 m à Illimani par exemple). Ainsi, lorsque la compaction de la neige ne permet plus d'identifier les cycles saisonniers dans les analyses, la datation peut être effectuée en utilisant des modèles d'écoulement de la glace calculant l'évolution de la compaction de la neige en fonction de la profondeur, par comparaison avec d'autres carottes possédant des profondeurs bien datées (par exemple, des débris végétaux et un insecte retrouvés dans la carotte du Sajama ont permis de donner un âge à la glace grâce à des mesures de carbone 14 sur ces matériaux).

Terry Jacob 28/11/2012

Les secrets des carottes de glace pourrait donner des réponses sur le réchauffement climatique. L'information extraite de cette glace pourrait jouer un rôle essentiel dans la compréhension et la préparation à tous les changements imminents sur notre planète dû au réchauffement planétaire. VideosatNSF 14/10/2011

Étudier carottes glaciaires pour comprendre le climat de la Terre. UniversityRochester 19/8/2013

FUTURA SCIENCES 2008

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La conclusion de cette étude de calibration, nous a permis de regarder les enregistrements isotopiques issus des carottes andines avec un nouvel éclairage.


Les carottes de glace extraites des glaciers tropicaux nous permettent de reconstruire l'histoire du climat jusqu'au dernier maximum glaciaire, il y a environ 20 000 ans. La dynamique rapide des glaciers, la forte accumulation neigeuse par an (entre 0,5 et 1 m de neige par an) et les épaisseurs de glace réduites (150 m au maximum) ne permettent pas d'accéder à des archives climatiques plus anciennes contrairement aux carottages polaires (jusqu'à 800 000 ans en Antarctique de l'Est pour une carotte de près de 3,5 km et une accumulation neigeuse de 2 cm/an). En contrepartie, les carottes tropicales permettent d'étudier notre climat avec une très bonne résolution temporelle, atteignant la saison sur les derniers siècles (seule une résolution de plusieurs décennies, voire plusieurs siècles, est atteinte dans les carottes polaires).


 
Couche de cendre volcanique visible dans une carotte de glace. IRD / Patrick Wagnon


Les carottes de glace issues des glaciers andins sont donc une aubaine pour mieux comprendre les réactions du climat tropical au fil du temps, dans des contextes de forçages très différents. Il ne faut pas oublier, par exemple, que c'est dans le Pacifique tropical que prend naissance le premier mode de variabilité climatique interannuelle : le phénomène El Niño. Je détaille ci-dessous les résultats importants que nous avons déduit des enregistrements isotopiques de la glace à différentes échelles de temps.

 Patagonia Chile: Mt. San Valentin & Glacier ecothon 24/12/2011

 

A - Le dernier siècle : La forte accumulation neigeuse sur les glaciers andins permet de reconstruire sur le dernier siècle la variabilité des précipitations avec une résolution saisonnière. L'un des résultats phares de l'étude des carottes tropicales est le signal isotopique décennal commun à toutes les carottes depuis l'Equateur jusqu'au sud de la Bolivie. Ce signal, que nous avons appelé Index Isotopique Andin (IIA), représente les variations de l'intensité des pluies dans le bassin Amazonien et sur l'Atlantique tropical Nord.

Ce signal isotopique présente une corrélation significative avec l'évolution de la variabilité interannuelle des précipitations globales, au premier ordre, contrôlées par le phénomène El Niño. Ce phénomène, qui peut être considéré comme une oscillation interne du système climatique apparaissant à des intervalles irréguliers allant de 2 à 7 ans et résultant du couplage entre l'océan et l'atmosphère, entraîne des déplacements de masses d'eau chaude de part et d'autre du Pacifique tropical.


Il modifie ainsi la température de surface de l'océan ce qui provoque un déplacement de la cellule de circulation atmosphérique (dite de Walker) au-dessus de l'Amérique du Sud qui joue un rôle de courroie de transmission en modifiant largement l'abondance des pluies dans la région de l'Amazonie. La composition isotopique des pluies, moins appauvries lors de ces périodes El Niño (conditions sèches sur l'Amazonie), montre que les carottes de glace andines sont susceptibles d'enregistrer des modifications de ce phénomène qui, rappelons-le, provoque de terribles et meurtrières inondations dans certaines régions tropicales comme sur les régions côtières du Nord du Pérou.

 Glacier San Valentin - Jaime Prado 18/1/2012

B - Le Petit Age de glace : Le terme de "Petit Age de Glace" désigne une période relativement froide allant du 15ème à la fin du 19ème siècle avec un paroxysme entre 1600 et 1800. L'extension géographique de ce phénomène, tout comme son origine, sont débattues mais un consensus existe pour dire que ce phénomène a été centré sur l'Europe. Ce dernier a été mis en évidence grâce à l'étude de certaines archives climatiques comme les cernes d'arbres mais aussi grâce à la lecture de nombreux écrits qui l'attestent et au travers d'anciennes gravures et peintures (tableaux du peintre Pieter Bruegel montrant des hivers particulièrement froids dans le Nord de l'Europe).

Dans l'hémisphère sud, les traces de cette période sont plus rares. Pourtant les glaciologues l'ont recherchée dans les glaciers andins. Entre 1650 et 1780, la composition isotopique de la glace montre une diminution significative qui pourrait s'interpréter comme une augmentation du régime des précipitations. Il n'y a pas d'indication en termes de température au cœur des carottes mais il est avéré qu'à cette même époque, l'avancée des glaciers andins était maximale. Ainsi, le "Petit Age de Glace" aurait-il aussi laissé des traces dans cette région tropicale de haute altitude comme étant une période plus froide et plus humide qu'aujourd'hui.


C - La dernière transition glaciaire-interglaciaire : La mesure de la composition isotopique sur le fond des carottes de glace andines, les derniers mètres, a apporté une surprise de taille. Le signal obtenu est très similaire à celui enregistré dans les calottes de glace polaires alors que, dans ces deux environnement glacés, le rapport entre le nombre de molécules d'eau lourdes et légères n'a absolument pas la même signification (température aux pôles, précipitation aux tropiques).

 Huascaran aujourd'hui, 40 ans après le détachement d'un bloc de glace et des inondations survenues en mai 1970. Une ville entière a disparu à la suite du tremblement de terre... arom620 16/6/2010


La composition isotopique des carottes de glaces extraites au Huascarán (Pérou), au Sajama (Bolivie) et à Illimani (Bolivie) montre sur les derniers mètres de la carotte un fort appauvrissement de la composition isotopique suivi d'une remontée significative du signal interrompue par un léger appauvrissement avant d'atteindre une composition relativement stable. Cette variation commune de type glaciaire-interglaciaire est tout a fait comparable à celle enregistrée dans les pôles et interprétée en termes de variations de température : un climat plus froid d'environ 10°C en Antarctique et 20°C au Groenland lors du dernier maximum glaciaire il y a 20 000 ans, suivi d'une déglaciation marquée par un retour à des conditions froides vers 12 000 ans, période connue sous le nom de Younger Dryas, avant d'atteindre la période de l'Holocène il y a 10 000 ans, période chaude caractérisée par une stabilisation de la composition isotopique à l'échelle du millier d'années, brièvement précédée par un optimum de température, appelé optimum de l'Holocène (il y a 11 000 ans environ).

 Dryas récent - Peut présenter des changements climatiques brusques dans de grandes régions du monde. Comme la dernière période glaciaire a cédé la place à la période interglaciaire actuelle, qualifiée de chaude , les températures moyennes au Groenland sont revenues à des niveaux glaciaires pour plus de 1000 ans. Cette période inhabituelle, qui est appelé le Dryas récent (Younger Dryas), a pris fin abruptement, il ya environ 12.000 ans. Pour preuve une carotte de glace forée au Groenland indique que les températures là-bas ont augmenté d'environ 15 ° F (8 ° C) en moins d'une décennie.


Notre connaissance de la physique des isotopes stables et le travail de calibration sur site nous permettent de dire que le signal des glaciers andins, bien que similaire à celui de plus hautes latitudes, est relié au régime des précipitations. Ainsi, l'hypothèse apportée par ces signaux glaciaires tropicaux est que les régions andines et amazoniennes ainsi que l'océan Atlantique tropical sud (sources des précipitations) auraient été plus humides il y a 20 000 ans, ce qui n'exclut pas un climat moyen plus froid de 2 à 4°C dans ces régions comme le montrent les modèles de climat.

Cette conclusion est nouvelle par rapport aux précédentes publications qui suggéraient davantage des conditions sèches dans le passé alors qu'il faut peut-être envisager l'Amazonie comme une mosaïque de conditions diverses il y a 20 000 ans.


Pour comprendre cette situation, revenons aux modifications qui ont touché les régions tropicales lors du dernier maximum glaciaire. Dans un climat plus froid, la bande de convergence intertropicale (l'équateur météorologique, lieu de précipitations convectives très intenses) est décalée vers le Sud à cause de la présence d'une immense calotte glaciaire dans les hautes latitudes de l'hémisphère Nord qui rompt la symétrie entre les deux hémisphères, provoque un gradient de température nord-sud anormal et pousse vers le Sud la branche descendante de la cellule de Hadley de l'hémisphère Nord. Ceci a pour conséquence de créer une augmentation des précipitations principalement au-dessus de l'Atlantique tropical Sud, dans une zone interceptée par les trajectoires des masses d'air précipitant sur les Andes (Vimeux et al., 2005).

 Cornell Godwin 15/11/2013


Les modèles couplés de climat simulent parfaitement cette augmentation des précipitations sur l'océan Atlantique tropical sud et montrent peu de changement au-dessus de l'Amazonie. Ils suggèrent aussi que la saison humide était légèrement plus précoce qu'aujourd'hui. Ainsi, il y a 20 000 ans, le cumul des précipitations le long des trajectoires des  masses d'air est augmenté et la composition isotopique des neiges andines est-elle plus appauvrie en molécules lourdes.

 Le lac Général Carrera se trouve dans la région d'Aysén, en Patagonie australe chilienne. C'est le second plus grand lac d'Amérique du Sud, après le lac Titicaca. A cheval entre le Chili et l'Argentine où il porte le nom de lac Buenos Aires, il se trouve dans un décor sauvage et somptueux. Et le lac n'a rien à envier au décor : à de nombreux endroits, sa couleur revêt des nuances de bleu parfaitement spectaculaires ! Cette couleur provient des sédiments spécifiques aux eaux glaciaires... Le lac se trouve en effet à proximité du grand champ de glace patagonique, troisième plus grande réserve d'eau potable après les pôles. Argentina Excepción 14/8/2013

FUTURA SCIENCES 2008

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Nous avons entrepris ces dernières années de nombreux forages dans les glaciers des Andes tropicales. En parallèle, la communauté scientifique nationale et internationale est déjà fortement impliquée dans les forages en Antarctique. Cependant, aucun forage n'avait été réalisé jusqu'à présent entre ces deux régions, principalement pour des raisons liées au terrain extrêmement difficile d'accès et à la rareté d'un site regroupant les conditions nécessaires pour receler une glace de qualité pour nous climatologues.

Cette lacune dans la documentation de notre climat était particulièrement critique pour la compréhension des téléconnexions climatiques qui existent d'une région à une autre. Ainsi, avons-nous décidé de compléter ce "cordon tropique-pôle" par le maillon manquant en Patagonie. L'objectif ainsi recherché est multiple: documenter et comprendre la variabilité climatique passée de cette région, comprendre comment le climat de cette région est relié au climat global et comment les climats à différentes latitudes interagissent entre eux.
 Carte de la Patagonie (ou Patagonia). La terre de la Patagonie a été décrite pour la toute première fois par Antonio Pigafetta, l’un des 18 survivants de l’expédition de Fernand de Magellan, en 1525. Divisée par la cordillère des Andes, et située entre l’océan Pacifique et l’océan Atlantique, la Patagonie est formée de paysages contrastes et divers. Imaginez les forêts, les prairies, les montagnes, les glaciers, les détroits, la pampa… le tout situé dans une même zone géographique qui fait partie d’une zone néotropique. Cette région s'étend sur deux pays, l'Argentine et le Chili. Elle est peuplée depuis plus de 10 000 ans par des tribus sud-amérindiennes, les Mapuches, les Tehuelches ou les Selknams. . La suite sur http://www.ameriquedusud.org/la-patagonie/


Ainsi, avec mes collègues de l'IRD, du LGGE (Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement, Grenoble), du LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Gif-sur-Yvette) et du CECS (Centro de Estudios Scientificos, Valdivia, Chili), nous avons monté le projet SANVALLOR que je coordonne et qui a été retenu par l'=ANR-06-BLAN-0245]ANR (Agence Nationale pour la Recherche).

Cela nous a permis en 2007 d'extraire plusieurs carottes du glacier du San Valentin, plus haut sommet de Patagonie localisé sur la calotte patagonienne Nord (47 degrés Sud) et culminant à environ 4000 m d'altitude, sur lequel nous avions fait une reconnaissance à travers un forage test de 16 m et qui nous a permis de confirmer que ce site pouvait être exploité comme archive de notre climat (pas de fonte, bonne préservation des signaux isotopiques et chimiques, années successives enregistrées).

 enescalevideo 28/10/2012

En effet l'analyse préliminaire de la carotte de glace test a révélé que les traceurs isotopiques et chimiques sont remarquablement préservés du fait d’une glace suffisamment froide  (-11°C°). Une première datation combinant les mesures de concentrations d’éléments radiogéniques (tritium, césium, américium, plomb 210) et le comptage des cycles saisonniers des espèces chimiques a permis d’estimer une accumulation neigeuse annuelle de l'ordre de 35 cm. Alors qu’avec 16 nous espérions recouvrir au mieux quelques années d’archives climatiques, la datation a finalement montré que l'enregistrement remontait jusqu’au début des années soixante. En combinant la mesure des rapports isotopiques de l'oxygène et de l'hydrogène de la glace et les analyses en sels marin, l’origine des précipitations qui alimentent le glacier du San Valentin a par ailleurs pu être étudiée.


La différence des rapports isotopiques, appelée excès en deutérium, est en effet majoritairement reliée à la température de la source océanique des précipitations. Ainsi, il est possible de différencier les masses d'air d'origine polaire, formées au-dessus d'un océan froid,  de celles prenant naissance au-dessus d'un océan plus tempéré comme le  Pacifique. De même, une concentration élevée en sel marin dans les glaces signifie que les précipitations qui alimentent le glacier arrivent avec des masses d'air marines, formées au dessus du Pacifique. A l’opposé, une faible concentration en sodium caractérise des masses d'air continentales, ayant voyagé plus longtemps. Alors que l’on croyait la Patagonie essentiellement soumise au régime des vents d’ouest en provenance du Pacifique, les résultats de cette double analyse de la carotte de glace montrent pour la première fois que cette région est également sous l’influence des régimes météorologiques qui prennent naissance plus au sud, dans la région de l'Antarctique.

 Marc Preschia 9/8/2010

La mission qui a eu lieu en mai 2007 a permis d'extraire 1 carotte longue de 122 m, 2 carottes de névé de 55 et 71 m et plusieurs carottes courtes de 20 m pour étudier la variabilité spatiale in situ des enregistrements. La glace est revenue à l'été 2007 puis les découpes de la carotte principale (section de 83 mm) ont commencé à l'automne sur la carotte longue pour les analyses principales (isotopes de l'eau, de l'air, chimie, radiogéniques issus des essais nucléaires pour dater) qui détermineront la résolution des analyses secondaires (pollutions par les métaux sur le dernier siècle, analyses des algues et des pollens).

[...]Il est à noter que c'est la première fois qu'un forage en Patagonie est un succès et qu'une carotte couvrant la totalité de l'épaisseur du glacier est prélevée. Ceci est dû à la combinaison de deux obstacles qui ont été surmontés: l'accès au terrain particulièrement difficile à cause des conditions météorologiques exécrables et le faible nombre de sites rassemblant les conditions nécessaires pour rendre un forage facilement réalisable, techniquement parlant, et permettant de conserver des archives glaciaires exploitables (la température doit être assez basse en surface, de l'ordre de –10°C, pour conserver correctement les traceurs chimiques et géochimiques).

FUTURA SCIENCES 2008