Une équipe de recherche internationale a utilisé un modèle informatique pour reconstituer l'histoire de la glaciation dans les Alpes, le visualiser dans une animation informatique de deux minutes. La simulation vise à permettre une meilleure compréhension des mécanismes de glaciation.

Vers 115, il y a 000 ans, la dernière période glaciaire de l'histoire de la terre a commencé. C'était une période mouvementée, à mesure que les glaciers avançaient des Alpes sur le plateau suisse, reculé, puis avancé à nouveau. Dans le processus, les puissantes coulées de glace ont creusé des vallées, comme la Vallée du Rhône, apportant avec eux des débris rocheux, allant de sédiments fins à des rochers pesant plusieurs tonnes, à travers le paysage. Ces débris, déposés sous forme de moraines, formé la luxuriante, contreforts verdoyants des Alpes. Les gros rochers, connu sous le nom d'erratiques, peuvent être trouvés répartis sur le Plateau suisse, dans les vallées alpines et dans les montagnes du Jura.

Trois cents ans de recherche sur l'histoire glaciaire

Malgré le fait que les explorateurs et les scientifiques étudient l'histoire glaciaire des Alpes depuis près de 300 ans, personne n'a réussi à identifier sans équivoque quels développements climatiques ont conduit à une glaciation à grande échelle. Des questions subsistaient sur les conditions affectant l'expansion des glaciers, quelle était l'épaisseur de la glace, combien de fois la calotte glaciaire s'est élargie et s'est retirée, et ce qui a causé l'expansion de la glace à des rythmes différents dans différentes régions alpines.

Pour mieux comprendre tout cela, Julien Seguinot du Laboratoire d'hydraulique de l'ETH Zurich, Hydrologie et Glaciologie, avec plusieurs collègues, développement simulé des glaciers dans les Alpes au cours des 120 dernières, 000 ans sur le supercalculateur CSCS "Piz Daint". Leur étude a récemment été publiée dans la revue La cryosphère .

Pour simuler l'accumulation de glace et la propagation des glaciers, ils ont utilisé un modèle spécial (Parallel Ice Sheet Model, ou PISM) qu'ils ont alimentés avec des données sur la topographie initiale des chaînes de montagnes et des glaciers, les propriétés physiques des roches et des glaciers basées en partie sur des observations de l'Antarctique et du Groenland, flux de chaleur de l'intérieur de la terre, et les conditions climatiques. Ils ont basé ces derniers sur des données météorologiques actuelles combinées à des enregistrements paléoclimatiques déduits de carottes de sédiments et de glace des 120 derniers, 000 ans.

Plus de mouvement des glaciers qu'on ne le pensait auparavant

Les scientifiques ont effectué des simulations avec trois ensembles différents de données paléoclimatiques, ainsi que deux scénarios de précipitations différents. Un seul des ensembles de données climatiques a fourni des résultats qui correspondent aux preuves géologiques laissées par les glaciers dans la roche et les sédiments. Les résultats de cette simulation indiquent que les glaciers alpins ont avancé et reculé plus souvent qu'on ne le pensait auparavant. Pendant longtemps, les glaciologues ont supposé un minimum de quatre glaciations. Depuis les années 1980, cependant, ce faible chiffre a souvent été remis en cause. La nouvelle simulation semble soutenir la théorie de glaciations plus fréquentes, montrant que certains glaciers alpins peuvent avoir avancé et reculé plus de 10 fois au cours des 120 dernières, 000 ans.

Selon le modèle, les glaciers se sont étendus le plus vers 25, il y a 000 ans et s'est avancé dans les contreforts des Alpes, arriver à Berne, Zurich et la région du lac de Constance dont Schaffhouse en Suisse, et s'étendant à l'est presque jusqu'à Munich en Allemagne. Pendant encore quelques milliers d'années, la période glaciaire s'est ensuite progressivement transformée en période interglaciaire actuelle, ce que l'on peut également voir dans la vidéo des chercheurs. Ces périodes glaciaires et interglaciaires alternent au cours d'une période glaciaire. La terre est actuellement au milieu d'une ère glaciaire, qui est défini comme lorsqu'au moins un des pôles terrestres est recouvert de glace.

Épaisseur de glace sous-estimée

À l'aide d'une analyse détaillée d'une autre simulation qui trace la glaciation des 120 dernières, 000 ans au kilomètre, les chercheurs concluent que pendant le pic de glaciation, la glace était peut-être beaucoup plus épaisse qu'on ne le pensait :dans la haute vallée du Rhône, par exemple, il peut avoir été jusqu'à 800 mètres plus épais.

Les chercheurs admettent que les résultats sont limités en raison des incertitudes causées par la description simplifiée des processus entre glacier et sol, ainsi que les conditions climatiques. Pour Séguinot, cependant, la principale difficulté de l'étude était d'interpréter les données disponibles sur les traces glaciaires telles que les moraines, erratiques et la direction de l'écoulement glaciaire se sont accumulés au cours des 300 dernières années. "En utilisant des modèles de glaciers comme le PISM sur des supercalculateurs comme le Piz Daint, nous sommes capables de reconstituer l'histoire de la glaciation avec un niveau de détail sans précédent, " dit Seguinot. Validant de tels résultats, cependant, nécessite davantage de données collectées systématiquement sur des cartes numériques au-delà des frontières nationales et linguistiques.