Les sondages dans les calottes glaciaires.
Les calottes glaciaires actuelles, Groenland et Antarctique, représentent une accumulation de glace qui s'est faite sur une période de plusieurs dizaines de milliers d'années. Cette glace a enregistré et garde la mémoire de plusieurs conditions et événements géologiques du passé: conditions climatiques, composition de l'atmosphère, éruptions volcaniques, chutes de météorites, etc. À compter du milieu des années 1960, les géologues ont compris l'intérêt d'interroger cette mémoire et ont entrepris les premières campagnes de forages et d'extractions de carottes de glace, d'abord au Groenland, puis ensuite en Arctique.
La petite histoire des forages.
Le premier forage a été exécuté en 1966 par les Américains dans la partie nord-ouest du Groenland (Camp Century). Une carotte de glace de 1390 m a été récupérée. On a évalué qu'elle représentait 100 000 années (100 Ka) d'histoire.
En 1968, le même groupe américain s'est attaqué à la calotte de
l'Antarctique. A la station Byrd, on a atteint le socle rocheux à 2000 m de
profondeur et on a évalué que la carotte représentait seulement 80 Ka d'histoire.
Dès 1957, les Soviétiques avaient établi une station pratiquement au centre de la calotte antarctique (Vostok; on y a enregistré le record de la
température la plus basse sur terre, -89,7°C!). Ce site est particulièrement intéressant, car les précipitations sont faibles (2 cm/an en équivalent eau), ce qui signifie qu'une carotte peut représenter une longue histoire. Un certain nombre de forages a été exécuté, dont un de 500 m en 1970, et un autre de 950 m en 1974.
En 1978, les Français se sont installés au sud de la station soviétique,
bénéficiant du support logistique des Américains (Dome C). Ils y ont extrait une carotte de 904 m représentant 40 Ka d'histoire.
En 1982, un autre forage soviétique à Vostok a atteint les 2000 m, pour un temps établi à 150 Ka, ce qui donne un taux moyen d'accumulation annuelle de glace de 1,3 cm.
En 1988 aussi, une équipe de huit pays européens a entrepris un forage au centre du Groenland (Summit), là où la glace est à son maximum
d'épaisseur. Quatre années plus tard, en 1992, on a atteint le socle rocheux à 3000 m. Les datations ont montré que cette carotte représente 250 Ka
d'histoire (presque deux fois plus que la carotte soviétique de l'Antarctique), donnant un taux moyen d'accumulation semblable à celui de l'Antarctique, soit 1,2 cm/an.
La poursuite du forage de Vostok par une équipe franco-américano-Russe, a permis en 1998 d'atteindre une profondeur de 3623 m représentant une période de 400 Ka.
Que cherche-t-on dans ces carottes de glace?
La neige qui s'accumule aux pôles se transforme progressivement en glace sous l'effet de la compaction. Cette glace garde, année après année, la mémoire des conditions climatiques, de la composition atmosphérique et d'événements géologiques tels la retombée de cendres volcaniques lors d'éruptions importantes sur la terre ou la chute de météorites et de poussières cosmiques. Une carotte représente un certain intervalle de temps géologique et elle a archivé l'histoire de cet intervalle. L'étude, centimètre par centimètre, d'une carotte de glace permet donc de retracer cette histoire: histoire des variations de la température, du contenu en CO2 de l'atmosphère, de la "pollution naturelle" par les volcans, etc.
Par exemple, on y étudie:
les variations de la composition des isotopes stables du deutérium et de l'oxygène qui sont de très bons indicateurs de températures
(paléotempératures);
les bulles de gaz qui ont été piégées dans la glace et qui sont autant
d'échantillons de l'atmosphère ancienne (particulièrement pour l'analyse du contenu en CO2);
les poussières volcaniques qui nous renseignent sur les grandes éruptions passées et sur les effets de voile;
les poussières cosmiques et les météorites piégées dans la glace;
les pollens qui sont d'excellents indicateurs des paléoclimats;
les variations en certains éléments qui se retrouvent naturellement dans la nature, comme le plomb, le mercure, le soufre, etc.
et, depuis la venue de l'Homme sur terre et particulièrement depuis l'ère industrielle, les divers polluants d'origine anthropique; l'événement Chernobyl est un excellent marqueur temporel dans les glaces.
Toutes ces études et analyses permettent de cerner les conditions du passé, sur une période remontant à quelques 400 Ka, particulièrement les conditions atmosphériques et climatiques, et surtout leurs variations. Elles fournissent un standard, le "background" naturel d'avant l'ère industrielle et ses limites de variations, un élément essentiel dans toutes les modélisations rattachées aux études sur les changements climatiques planétaires passés, actuels et futurs.
Source des informations:
Jouzel, J., Lorius, C. et Stievenard, M. 1994. Les archives glaciaires du Groenland.
La Recherche, v. 25, no 261, p. 38-45.
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/rechfran/4theme/paleo/vostok.html
Un texte très intéressant qui présente des informations générales pertinentes sur les forages glaciaires et qui relate l'aventure des forages de Vostok, par un des scientifiques impliqués
