Aaron Putnam est assis à l'arrêt d'un rocher haut dans les Sierras du centre de la Californie, frapper avec un marteau et un ciseau pour découper un échantillon de l'histoire de l'ère glaciaire. Chaque morceau de roche est une pièce d'un vaste puzzle :comment notre système climatique s'est-il comporté la dernière fois qu'il s'est réchauffé comme il le fait aujourd'hui ?

Vêtu d'une casquette de baseball, lunettes de protection, un pantalon de randonnée gris et une veste classique en laine à carreaux noirs et rouges de Mainer, Putnam s'arrête après plusieurs coups pour reprendre son souffle et reposer son bras. Le capuchon, d'une société de voyages en hélicoptère, est un souvenir d'une autre expédition glaciaire, vers la Nouvelle-Zélande. L'été dernier, il était en Mongolie. Ici, à 11 heures, 000 pieds, l'air est raréfié, nette et claire, le ciel bleu vif. Des montagnes aux sommets acérés s'enroulent autour de son endroit. Des taches blanches le long des hautes pentes marquent le rétrécissement des névés du mois d'août. Le rocher sur lequel il est a la taille d'une petite voiture, et se trouve sur une moraine glaciaire, une crête de roches laissée il y a des milliers d'années par le retrait de la glace. D'en bas, vous pouvez entendre le faible ruissellement des ruisseaux qui descendent d'en haut, alimentant une chaîne descendante de piscines bleues ci-dessous:Baboon Lakes.

Là où le paysage se nivelle, l'eau de fonte nourrit des prairies verdoyantes parsemées de fleurs sauvages. Ces mêmes cours d'eau provenant de la fonte des neiges et des glaces des hautes Sierras aident également à approvisionner en eau des millions de personnes en Californie et au Nevada.

Il y a peut-être cent mille ans, un glacier massif construit par des années d'accumulation de neige au sol avance lentement vers la plaine loin à l'est, ramasser des roches et d'autres débris en cours de route et finalement recouvrir la plupart de ces montagnes. C'était le début de la dernière période glaciaire, lorsque les calottes glaciaires se sont étendues sur une grande partie de l'Amérique du Nord (y compris ce qui est maintenant la ville de New York), et les glaciers se sont étendus à travers ces montagnes. Puis, commençant peut-être 15, Il y a 000 ans ici, la glace a commencé à se retirer, laissant tomber des roches de sa face fondante à mesure qu'il s'éloignait.

"Juste la géologie laisse entendre que quelque chose de grand s'est produit, et c'est arrivé si vite que la glace n'a pas pu atteindre un équilibre jusqu'à ce que la majeure partie du réchauffement soit terminée, " dit Putnam, un géologue glaciaire de l'Université du Maine qui sert également d'auxiliaire à l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty à l'Université Columbia.

"Dans d'autres parties du monde, nous avons constaté que les taux de réchauffement de la dernière période glaciaire sont similaires aux taux de réchauffement auxquels nous assistons aujourd'hui alors que les émissions de gaz à effet de serre augmentent, " Il a ajouté. " Et c'est donc une expérience mondiale importante qui essaie de nous apprendre comment le système climatique réagit au réchauffement. Et je pense que cette vallée détient certains des secrets de ce mystère."

Travaillant le long des crêtes morainiques de cette vallée, Putnam et ses collègues recueilleront un dossier indiquant quand et à quelle vitesse la glace s'est retirée. Combiné avec d'autres recherches sur l'histoire climatique de la région, Putnam a dit, l'objectif ultime est d'"utiliser le plus grand réchauffement de notre histoire comme moyen de calibrer notre compréhension de la façon dont les manteaux neigeux pourraient diminuer avec le réchauffement futur et affecter la façon dont les ressources en eau en aval alimentant Los Angeles et d'autres communautés pourraient être affectées".

Lors de leur visite, en août 2016, La Californie était en proie à une sécheresse pluriannuelle qui a forcé des réductions dans l'agriculture et des restrictions strictes sur l'utilisation de l'eau par les ménages. Depuis, les récentes tempêtes ont apporté beaucoup de soulagement, et accumulé les neiges qui aident à fournir de l'eau pendant le printemps et l'été plus secs. Mais la plus grande question est de savoir si de telles sécheresses se produiront plus fréquemment en Californie, et durent plus longtemps.

Le travail de Putnam fait partie d'un effort pour étudier les glaciers du monde entier - dans les Alpes d'Europe, l'Himalaya, Mongolie, Patagonie, Nouvelle-Zélande. Beaucoup ont reculé depuis des décennies maintenant. Quelle est la relation entre la température et l'étendue des glaciers ? Comment les différentes parties du globe sont-elles liées par les systèmes climatiques, ce qui pousse les modèles climatiques de base à se déplacer, Quelle est la sensibilité de la glace aux changements de CO2 ?

"Nous devons comprendre les régimes climatiques interhémisphériques, " a déclaré Joerg Schaefer, un géologue glaciaire à Lamont-Doherty qui travaille avec Putnam. "Nous influençons le climat en ce moment comme aucune variabilité géologique ne l'a jamais fait en termes d'inclinaison du taux de changement. C'est tellement rapide. Et pour être en mesure de comprendre comment la banquise arctique est liée aux moussons, comment l'hémisphère nord est connecté à l'hémisphère sud, comment la zone de convergence intertropicale se déplace lorsque vous réchauffez l'hémisphère nord autant que nous le faisons en ce moment…

Le travail de Putnam repose sur une technique relativement nouvelle appelée datation par exposition de surface au béryllium 10. Les roches déposées du glacier et exposées au ciel sont bombardées de rayons cosmiques qui forcent une réaction chimique qui produit l'isotope Béryllium 10. Au fil du temps, cet isotope s'accumule dans la roche.

Bloc par bloc, Putnam et son équipe—Ben Hatchett du Desert Research Institute au Nevada et Adam Hudson du U.S. Geological Survey à Denver—déchiquettent et forent des morceaux de roche. Ils mesurent les rochers, localisez-les à l'aide d'une unité GPS émettant des bips et rangez les échantillons dans des sacs en toile soigneusement étiquetés.

Au laboratoire de Schaefer à Lamont-Doherty, les échantillons seront décomposés et réduits au béryllium 10. Ensuite, au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie, les techniciens compteront les atomes, qui révélera combien de temps un morceau de pierre particulier a été exposé au soleil - en d'autres termes, lorsqu'il a été découvert par le recul des glaces.

Pour "calibrer" ces mesures, une équipe accompagnant Putnam dans cette expédition de camping de six jours, dirigé par Scott Mensing de l'Université du Nevada-Reno, prélève des carottes au fond des lacs Baboon. Ils chercheront les premiers signes de matière organique, des signes de la vie qui a surgi dans le sillage de la glace. La datation au radiocarbone de ce matériel permettra de confirmer la datation au Béryllium 10.

La première conclusion de travaux similaires menés dans le monde entier est sombre. "Premier ordre, les glaciers ont fait ce que le CO2 a fait, " a déclaré Schaefer. C'est encore une hypothèse qui doit être testée davantage, il a dit, « mais si cela tient … cela aurait des impacts dramatiques » non seulement sur les glaciers, mais aussi les grandes calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland.

« Si la glace est tellement régulée par le CO2, alors nous aurions certainement à faire face à la réalité que nous nous sommes déjà engagés à des quantités absurdes d'élévation du niveau de la mer, " il a dit.

Les glaciers de montagne jouent un rôle beaucoup moins important dans l'élévation du niveau de la mer que les calottes glaciaires polaires. Mais les perdre aurait encore des impacts dramatiques sur les sociétés vivant à proximité, dit Schaefer.

"Nous avons un projet au Bhoutan dans l'Himalaya où fondamentalement toute l'économie de ce pays dépend de l'hydroélectricité qu'ils vendent à l'Inde, et l'hydroélectricité dépend de la fonte glaciaire quand la mousson n'est pas là, " a déclaré Schaefer. Bien qu'il y ait beaucoup d'eau de fonte aujourd'hui, la glace rétrécit si vite que « bientôt ils n'auront plus d'eau. Ce n'est dans aucun modèle d'ingénierie ou économique dans ces régions ».

Il a noté que la Suisse se tourne vers l'hydroélectricité, trop, pour remplacer les centrales nucléaires.

"Ces prévisions ne sont pas basées sur des scénarios réalistes de changement climatique et glaciaire, ", a-t-il déclaré. Les recherches que Putnam et d'autres font sur le passé profond de notre climat peuvent avoir une incidence directe sur nos prédictions du climat futur, et son impact sur l'approvisionnement en eau, production d'énergie et nos économies.

"C'est donc vraiment un lien direct entre la recherche paléo de base et l'énergie - c'est de l'argent, " a déclaré Schaefer.