La quatrième campagne antarctique du projet "Beyond EPICA - Oldest Ice", financé par la Commission européenne, a posé un jalon historique pour la science du climat. Une équipe internationale de chercheurs, avec une participation déterminante de l’Université de Berne, a foré avec succès une carotte de glace de 2 à 800 mètres de long et vieille de plus de 1,2 million d’années, atteignant ainsi la roche-mère sous la calotte glaciaire antarctique.
Les échantillons de glace devraient révéler pour la première fois des détails cruciaux sur l’histoire du climat et de l’atmosphère de la Terre, au-delà de 800 000 ans, et permettre un enregistrement continu de l’histoire de notre climat jusqu’à 1,2 million d’années en arrière et probablement au-delà. Le projet, coordonné par l’Institut des sciences polaires du Conseil national de la recherche italien
Sur le site isolé de Little Dome C en Antarctique, une équipe de recherche représentant douze instituts de recherche de dix pays européens vient de franchir une étape historique pour la science du climat. Dans le cadre du projet ’Beyond EPICA - Oldest Ice’ financé par l’UE, l’équipe a achevé avec succès une campagne de forage décisive et a atteint une profondeur de 2 800 mètres - une profondeur à laquelle la calotte glaciaire de l’Antarctique rencontre le socle rocheux.
La glace prélevée contient un enregistrement sans précédent de l’histoire climatique de la Terre, des informations continues sur les températures atmosphériques et des échantillons intacts d’air ancien contenant des gaz à effet de serre datant de plus de 1,2 million d’années et probablement plus.
Le plus long enregistrement continu du climat passé à partir d’une carotte de glace
Nous avons atteint un moment historique pour la science du climat et de l’environnement", commente Carlo Barbante, professeur à l’Université Ca’ Foscari de Venise, membre dirigeant de l’Institut des sciences polaires du Conseil national de la recherche italien (Cnr-Isp) et coordinateur de Beyond EPICA. ’Il s’agit du plus long enregistrement continu de notre climat passé à partir d’une carotte de glace, et il peut mettre en évidence le lien entre le cycle du carbone et la température de notre planète. Cette performance a été rendue possible grâce à l’extraordinaire collaboration entre différents instituts de recherche européens et au travail dévoué des chercheurs et du personnel logistique sur place au cours des dix dernières années’ Le projet bénéficie également de la synergie avec le projet ITN- financé par l’UE.
Les analyses préliminaires de Little Dome C indiquent que les 2 480 premiers mètres contiennent un enregistrement climatique remontant jusqu’à 1,2 million d’années - dans un enregistrement haute résolution où jusqu’à 13 000 ans sont comprimés dans un mètre de glace", rapporte Julien Westhoff, chercheur principal sur le terrain et post-doctorant à l’Université de Copenhague.
Une technologie et une modélisation de pointe
Le responsable de la recherche sur place, Frank Wilhelms, professeur à l’université de Göttingen et à l’institut Alfred Wegener, ajoute : ’L’identification du bon endroit a nécessité de gros efforts avec l’utilisation des technologies de pointe en matière de radiosondage et de modélisation du flux de glace. Ce qui est impressionnant, c’est que nous avons trouvé l’enregistrement, qui s’étend d’il y a 0,8 à il y a 1,2 million d’années, exactement là où il avait été prédit, dans la zone de profondeur comprise entre 2426 et 2490 mètres, ce qui nous permet d’élargir notre enregistrement de carottes de glace EPICA vieux de vingt ans.’
Sous la glace, qui contient les enregistrements climatiques de plus de 1,2 million d’années, les 210 mètres les plus bas de la carotte de glace au-dessus du socle rocheux sont constitués de glace ancienne qui a été fortement déformée, peut-être mélangée ou regelée, et dont l’origine est inconnue. Des analyses avancées pourraient permettre de vérifier les théories actuelles sur le comportement de la glace regelée sous la calotte glaciaire antarctique et de découvrir l’histoire des glaciations dans l’est de l’Antarctique.
Déchiffrer le secret des cycles glaciaires ralentis
Les équipes européennes sur place ont réalisé une performance impressionnante : au total, plus de 200 jours de forage et de traitement de carottes de glace réussis sur quatre saisons de terrain dans l’environnement rude du plateau de l’Antarctique central, à une altitude de 3 200 mètres au-dessus du niveau de la mer et avec une température estivale moyenne de -35°C. Les équipes européennes ont également réussi à obtenir des informations sur les glaciers de l’Antarctique central.
La carotte de glace de Beyond EPICA offrira un aperçu sans précédent de la transition du Pléistocène moyen, une période remarquable comprise entre 900 000 et 1,2 million d’années, au cours de laquelle les cycles glaciaires se sont ralentis, passant de 41 000 à 100 000 ans. Les raisons de ce décalage restent l’un des plus grands mystères de la science du climat, qui est associé à ce
Transport spécial vers l’Europe pour analyse
’Les précieuses carottes de glace prélevées au cours de cette campagne seront rapatriées en Europe à bord du brise-glace Laura Bassi, en maintenant la chaîne du froid à -50°C, ce qui représente un défi majeur pour la logistique du projet’, explique Gianluca Bianchi Fasani, chercheur principal à l’ENEA-UTA (Agence nationale pour les nouvelles technologies, l’énergie et le développement économique durable - Unité technique Antarctique) et responsable de la logistique ENEA pour Beyond EPICA. ’Pour atteindre cet objectif, une stratégie a été mise au point, qui prévoit la construction de conteneurs réfrigérés spéciaux et une planification précise des moyens de transport aérien et maritime du Programme national de recherche en Antarctique (PNRA)’.
Une fois que ces carottes de glace seront en Europe, le projet se concentrera sur l’analyse des échantillons de glace afin de découvrir l’histoire climatique et atmosphérique de la Terre au cours des 1,2 million d’années passées et probablement au-delà. Les parties les plus profondes du noyau pourraient même contenir de la glace plus ancienne, datant d’avant le quaternaire. Les roches sous-jacentes seront datées afin de déterminer quand cette région de l’Antarctique a été libre de glace pour la dernière fois.
Le camp Little Dome C a pu être mis en place et maintenu grâce à la logistique extrêmement efficace de l’Institut polaire français et de l’ENEA, à la fois grâce à leur expertise et aux différents moyens de transport mis à leur disposition. Il s’agit notamment des avions pour le transport du personnel vers la station Mario Zucchelli puis vers la station Concordia, des transports lourds sur glace entre les stations Dumont d’Urville et Concordia, ainsi que de l’utilisation des navires de recherche français et italiens L’Astrolabe et Laura Bassi.
La précision bernoise pour l’analyse des gaz
Le Département de physique climatique et environnementale (KUP) de l’Université de Berne est l’une des 12 institutions européennes membres du projet Beyond EPICA - Oldest Ice et dispose d’une vaste expérience dans les sciences des carottes de glace depuis ses débuts dans les années 1960. Le professeur Hubertus Fischer est le directeur d’enquête suisse du projet européen Beyond EPICA - Oldest Ice et copréside le groupe de travail scientifique de BE-OIC. Le professeur Thomas Stocker et Hubertus Fischer sont les directeurs d’enquête du projet du Fonds national suisse ’Beyond EPICA - The Swiss contribution’, qui, en plus des 11 millions d’euros de financement de l’UE, alloue 3 millions de francs suisses pour les frais logistiques du projet.
Spécialisée dans l’analyse des espèces atmosphériques dans la glace (gaz à effet de serre et leurs isotopes, gaz rares et leurs isotopes, composants d’aérosols particulaires et dissous dans la glace), les analyses du KUP seront essentielles pour plusieurs des objectifs centraux du projet BE-OIC, comme la reconstruction des enregistrements de gaz à effet de serre, de la température moyenne des océans, de l’altération et des aérosols sur les 1,2 million d’années passées et au-delà. Pour préparer la carotte de glace BE-OIC, le KUP a développé ces dernières années des techniques d’analyse entièrement nouvelles (par exemple dans le cadre de l’ERC Advanced Grant deepSlice d’Hubertus Fischer), qui permettent de mesurer ces enregistrements avec une précision sans précédent et une consommation minimale de cette glace extraordinairement ancienne et précieuse. Fischer a également été l’auteur principal d’une des premières études définissant les objectifs de BE-OIC et la stratégie pour trouver cette glace ancienne.
C’est absolument stupéfiant et gratifiant de voir que le travail de plus de dix ans pour trouver un site de forage de carottes de glace, puis pour forer une carotte de glace profonde jusqu’au socle rocheux, a finalement fourni exactement la glace que nous avions imaginée’, déclare Fischer. C’est un grand succès qui n’a été possible que grâce au travail dévoué de tout le personnel logistique, de forage et scientifique sur place. Maintenant, l’histoire passionnante de BE-OIC prend vraiment son envol, car le véritable travail sur les carottes de glace ne fait que commencer et nous occupera beaucoup dans les années à venir’.
Thomas Stocker, qui a également dirigé de 1995 à 2005 la contribution suisse au projet mère EPICA, qui a fourni les plus longs enregistrements de gaz à effet de serre de CO2 et CH4 sur les 800 000 dernières années à ce jour, est enthousiaste : ’Un rêve est devenu réalité, la communauté scientifique européenne des carottes de glace prend une fois de plus la tête, repousse les limites et établit un nouveau record. Pour la première fois, nous faisons remonter à la surface des échantillons de carottes de glace qui contiennent des informations continues sur les gaz à effet de serre pendant le grand ralentissement de l’horloge glaciaire’.
A la KUP, Stocker a également dirigé le développement de modèles climatiques physiques et biogéochimiques de complexité moyenne. ’Ces modèles sont la clé pour comprendre les nouvelles données sur les carottes de glace, les variations des gaz à effet de serre et, en fin de compte, le bilan énergétique global de la Terre’. Et d’ajouter : ’Avec ces mêmes modèles, nous étudions comment notre système climatique va réagir aux émissions de gaz à effet de serre causées par la combustion de combustibles fossiles au cours des décennies et des siècles à venir’.
Participants à la campagne 2024/2025 : Université Libre de Bruxelles (BE) : Lisa Ardoin ; University of Bern (CH) : Barbara Seth et Lison Soussaintjean ; AWI (DE) : Matthias Hüther, Manuela Krebs, Gunther Lawer, Johannes Lemburg, Martin Leonhardt, and Frank Wilhelms ; University of Copenhagen (DK) : Julien Westhoff ; CNRS (FR) : Marie Bouchet et Ailsa Chung ; IPEV (FR) : Inès Gay ; ENEA (IT) : Danilo Collino and Michele Scalet ; Cnr-Isp (IT) : Federico Scoto.
Le projet Beyond EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) - Oldest Ice project est coordonné par l’Istituto di Scienze Polari du Consiglio Nazionale della Ricerca (Cnr-Isp) et financé par la Commission européenne, ainsi que par les contributions des partenaires nationaux et des institutions de financement de la recherche de Belgique, Danemark, Allemagne, France, Grande-Bretagne, Italie, Pays-Bas, Norvège, Suède et Suisse.
