Trois grandes calottes glaciaires sont étroitement surveillées par les scientifiques alors que les températures mondiales augmentent, les glaciers fondent et le niveau de la mer monte. De l'arbre, la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est est le principal contributeur potentiel à l'élévation du niveau de la mer.

Mais les efforts visant à prédire le rôle de l'Antarctique oriental dans l'élévation future du niveau de la mer ont été entravés par l'absence de données sur la réponse de la calotte glaciaire aux périodes de réchauffement dans le passé. L'histoire géologique de la calotte glaciaire massive - gelée à la fois au-dessus et, dans de nombreux endroits, sous la surface de l'océan, a été difficile à cerner.

Grâce à des mesures analytiques ultra-sensibles qui ont permis de révéler l'histoire d'autres calottes glaciaires, une équipe de chercheurs a découvert que la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est ne s'est pas retirée de manière significative au-dessus des terres pendant l'époque chaude du Pliocène, il y a environ 5,3 à 2,6 millions d'années, lorsque les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone étaient similaires aux niveaux actuels, une équipe de scientifiques rapporte aujourd'hui dans la revue La nature .

Les résultats suggèrent qu'une partie de la glace sur le continent sud pourrait être stable dans un climat en réchauffement, mais ne signalez pas que l'Antarctique peut en quelque sorte soutenir l'impact du changement climatique, les chercheurs mettent en garde. Les émissions en cours signifient que les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère dépasseront bientôt la référence fixée pendant le Pliocène, la dernière fois que la Terre a connu des niveaux de dioxyde de carbone supérieurs à 400 parties par million.

L'étude a porté sur la glace terrestre, la partie de la calotte glaciaire qui se trouve au-dessus de l'océan et séquestre suffisamment d'eau pour représenter plus de 110 pieds d'élévation du niveau de la mer si la calotte glaciaire fondait en réponse à la hausse de la température de l'air. L'autre composante de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est est ce qu'on appelle la glace marine, qui se trouve au-dessous du niveau de la mer et est donc directement affecté par l'océan.

« Sur la base de ces preuves du Pliocène, les niveaux actuels de dioxyde de carbone ne suffisent pas à déstabiliser la glace terrestre du continent antarctique, " a déclaré Jeremy Shakun, professeur adjoint de sciences de la Terre et de l'environnement au Boston College, un auteur principal du rapport. "Cela ne signifie pas qu'aux niveaux actuels de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, L'Antarctique ne contribuera pas à l'élévation du niveau de la mer. La glace marine pourrait très bien et en fait commence déjà à le faire – et cela à lui seul détient une élévation du niveau de la mer estimée à 65 pieds. Nous disons que le segment terrestre de la calotte glaciaire est résilient aux niveaux actuels de dioxyde de carbone."

Les estimations de l'élévation du niveau de la mer au Pliocène ont varié, de 20 pieds à plus de 130 pieds plus haut qu'aujourd'hui. L'extrémité supérieure de cette fourchette impliquerait qu'une grande partie de la glace sur la planète a fondu, qui, ensemble, contiennent suffisamment d'eau pour élever le niveau de la mer de plus de 200 pieds. Si la calotte glaciaire terrestre de l'Antarctique oriental était stable au Pliocène, cependant, comme le suggèrent Shakun et ses collègues, le total pliocène aurait pu être au plus d'environ 100 pieds.

Les chercheurs ont analysé les sédiments contenus dans les carottes de forage prélevées au fond de la mer. Ces carottes contiennent des enregistrements géologiques, mais aussi des signatures chimiques. En particulier, les isotopes rares béryllium-10 et aluminium-26, qui ont été extraites dans l'installation cosmogénique communautaire soutenue par la National Science Foundation des États-Unis à l'Université du Vermont et mesurées à l'aide d'accélérateurs de particules au Laboratoire de mesure des isotopes rares de l'Université Purdue et au Centre de spectrométrie de masse des accélérateurs du Lawrence Livermore National Laboratory.

"Isoler ces isotopes rares à partir de grains de sable ancien, c'est comme trouver une toute petite aiguille dans une très grande botte de foin, " a déclaré Paul Bierman, géologue de l'Université du Vermont, un co-auteur de la nouvelle étude. "Mais les mesurer nous donne une vision puissante du passé de l'Antarctique qui n'a jamais été vue auparavant."

Les deux isotopes se trouvent dans les surfaces rocheuses qui ont été exposées au rayonnement cosmique bombardant la terre depuis l'espace. Les chercheurs examinent généralement des échantillons de roche à flanc de colline, sommets des montagnes, et les rivières pour déterminer où et quand la glace s'est retirée au cours des ères géologiques antérieures.

Shakun, Bierman et les autres co-auteurs du dernier rapport ont utilisé une approche différente il y a deux ans pour offrir l'un des comptes rendus climatologiques les plus complets de la calotte glaciaire du Groenland à ce jour, datant de 7,5 millions d'années.

Dans l'étude du Groenland, les niveaux de béryllium-10 trouvés dans les dépôts sableux mis en mer dans les icebergs suggèrent que la calotte glaciaire a été une présence "persistante et dynamique" qui a fondu et s'est reformée périodiquement en réponse aux fluctuations de température. Les résultats ont permis de confirmer que la calotte glaciaire du Groenland est une réponse sensible au changement climatique mondial.

Des études antérieures sur la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est ont indiqué que certaines parties marines de la calotte glaciaire et de sa calotte glaciaire de l'Antarctique occidentale voisine ont fondu au cours du Pliocène. Mais il n'était pas clair si la glace terrestre avait également fondu.

L'examen d'échantillons de sédiments provenant de sections terrestres de la calotte glaciaire de l'Antarctique oriental, les chercheurs ont découvert que les zones qui se jettent dans la mer de Ross sont restées stables au cours des huit derniers millions d'années, les rapports de l'équipe. Leur analyse a révélé des concentrations « extrêmement faibles » d'isotopes de béryllium et d'aluminium dans le sable de quartz des échantillons de sédiments marins prélevés dans la région.

Alors que les sédiments étaient le produit de l'érosion du continent, les faibles niveaux de signatures chimiques révélatrices révèlent que les sédiments n'ont subi qu'une exposition minimale au rayonnement cosmique, conduisant l'équipe à conclure que l'Antarctique oriental doit être resté couvert de glace.

"Les résultats indiquent que le réchauffement atmosphérique au cours des huit derniers millions d'années était insuffisant pour provoquer une fonte généralisée et/ou durable de la marge EAIS sur la terre, " écrivent l'équipe de scientifiques dans la nouvelle étude, intitulé "La calotte glaciaire minimale de l'Antarctique oriental se retire sur terre au cours des huit derniers millions d'années".

Les résultats clarifient non seulement l'impact passé de la hausse des températures sur la glace de l'Antarctique oriental, mais confirment l'exactitude des modèles que les scientifiques utilisent pour évaluer les conséquences passées et futures du réchauffement de la planète.

"Ces découvertes s'ajoutent au corpus croissant de preuves que la réduction des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique peut toujours assurer la stabilité de quantités importantes de glace en Antarctique et dans le monde entier, " dit Shakun.