De nouvelles découvertes publiées aujourd'hui dans le Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique (PNAS) par le professeur Joseph R. McConnell du Desert Research Institute (DRI), Doctorat., et ses collègues documentent une série d'éruptions volcaniques de 192 ans en Antarctique qui a coïncidé avec une déglaciation accélérée vers 17 ans, il y a 700 ans.

"Des mesures chimiques détaillées dans les carottes glaciaires de l'Antarctique montrent que les éruptions riches en halogènes du volcan antarctique occidental du mont Takahe ont coïncidé exactement avec le début de la plus rapide, le changement climatique généralisé dans l'hémisphère sud au cours de la fin de la dernière période glaciaire et le début de l'augmentation des concentrations mondiales de gaz à effet de serre, " selon McConnell, qui dirige le laboratoire d'analyse chimique des carottes de glace ultra-traces de DRI.

Les changements climatiques qui ont commencé ~17, Il y a 700 ans, les vents d'ouest encerclaient l'Antarctique soudainement vers les pôles avec des changements correspondants dans l'étendue de la glace de mer, circulation océanique, et la ventilation de l'océan profond. Des preuves de ces changements se trouvent dans de nombreuses parties de l'hémisphère sud et dans différentes archives paléoclimatiques, mais ce qui a provoqué ces changements est resté en grande partie inexpliqué.

"Nous savons que le changement climatique rapide à cette époque a été amorcé par des changements dans l'insolation solaire et les calottes glaciaires de l'hémisphère nord, " a expliqué McConnell. " Les cycles glaciaires et interglaciaires sont déterminés par les paramètres orbitaux du soleil et de la Terre qui ont un impact sur l'insolation solaire (intensité des rayons du soleil) ainsi que par les changements dans les calottes glaciaires continentales et les concentrations de gaz à effet de serre. "

"Nous postulons que ces éruptions riches en halogènes ont créé un trou d'ozone stratosphérique au-dessus de l'Antarctique qui, analogue au trou d'ozone moderne, conduit à des changements à grande échelle dans la circulation atmosphérique et l'hydroclimat dans tout l'hémisphère sud, " il a ajouté. " Bien que le système climatique ait déjà été amorcé pour le changement, nous soutenons que ces changements ont initié le passage d'un état climatique largement glaciaire à un état climatique largement interglaciaire. La probabilité que ce ne soit qu'une coïncidence est négligeable."

Par ailleurs, les retombées de ces éruptions - contenant des niveaux élevés d'acide fluorhydrique et de métaux lourds toxiques - se sont étendues sur au moins 2, 800 kilomètres du mont Takahe et a probablement atteint le sud de l'Amérique du Sud.

Comment ces éruptions volcaniques massives de l'Antarctique ont-elles été découvertes et vérifiées ?

Le laboratoire de carottes de glace de McConnell permet des mesures à haute résolution de carottes de glace extraites de régions éloignées de la Terre, comme le Groenland et l'Antarctique. Une telle carotte de glace, connu sous le nom de West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide) carotte a été foré à une profondeur de plus de deux milles (3, 405 mètres), et une grande partie a été analysée dans le laboratoire DRI Ultra-Trace pour plus de 30 éléments et espèces chimiques différents.

Des analyses supplémentaires et des études de modélisation essentielles pour étayer les conclusions des auteurs ont été réalisées par des institutions collaboratrices aux États-Unis et dans le monde.

"Ces précis, des enregistrements à haute résolution montrent que l'anomalie chimique observée dans la carotte de glace WAIS Divide était le résultat d'une série d'éruptions du mont Takahe situé à 350 kilomètres au nord, " a expliqué Monica Arienzo, Doctorat., un professeur adjoint de recherche en hydrologie au DRI qui gère les spectromètres de masse qui permettent de mesurer ces éléments jusqu'à des parties par quadrillion (l'équivalent de 1 gramme sur 1, 000, 000, 000, 000, 000 grammes).

"Aucun autre record aussi durable n'a été trouvé dans le 68, Record de division WAIS de 000 ans, " note Michael Sigl, Doctorat., qui a d'abord observé l'anomalie lors de l'analyse chimique de la carotte. "Imaginez l'environnement, sociétal, et des impacts économiques si une série d'éruptions explosives modernes persistait pendant quatre ou cinq générations dans les basses latitudes ou dans l'hémisphère nord où la plupart d'entre nous vivons !"

La découverte de cet événement unique dans l'enregistrement WAIS Divide n'était pas la première indication d'une anomalie chimique survenant ~17, il y a 700 ans.

"L'anomalie a été détectée dans des mesures beaucoup plus limitées de la carotte de glace Byrd dans les années 1990, " note McConnell, « mais ce que c'était exactement ou ce qui l'a créé n'était pas clair. tels que les métaux lourds et les éléments des terres rares, qui caractérisent l'anomalie - donc à bien des égards, ces autres études étaient aveugles à l'événement du mont Takahe. "

Les premiers résultats de DRI ont été confirmés par l'analyse d'échantillons répétés de WAIS Divide, produisant des résultats presque identiques.

"Nous avons également trouvé l'anomalie chimique dans la glace de deux autres carottes de glace de l'Antarctique, y compris des échantillons archivés de la Byrd Core disponibles à l'Université de Copenhague et de la glace du glacier Taylor dans les vallées sèches de l'Antarctique, " a déclaré Nathan Chellman, un étudiant diplômé travaillant dans le laboratoire de McConnell.

L'extraction de la carotte de glace WAIS-Divide et l'analyse dans le laboratoire de DRI ont été financées par la National Science Foundation (NSF) des États-Unis.

"La carotte de glace WAIS Divide nous permet d'identifier chacune des 30 dernières, 000 ans de chutes de neige dans des couches individuelles de glace, permettant ainsi un examen détaillé des conditions lors de la déglaciation, " a déclaré Paul Cutler, Responsable du programme de glaciologie de NSF Polar Programs. "La valeur du noyau WAIS Divide en tant qu'enregistrement climatique à haute résolution est claire dans ces derniers résultats et est une autre récompense pour les huit années d'efforts pour l'obtenir."