Le cycle du carbone de la Terre est crucial pour contrôler la teneur en gaz à effet de serre de notre atmosphère, et finalement notre climat.

Les calottes glaciaires qui couvrent environ 10 pour cent de la surface terrestre de notre Terre à l'heure actuelle, étaient considérés il y a 20 ans comme des friches gelées, dépourvu de vie et avec une altération chimique supprimée - des parties non pertinentes du cycle du carbone.

Désormais une équipe internationale de premier plan, dirigé par le professeur Jemma Wadham de l'École des sciences géographiques de l'Université de Bristol et de l'Institut Cabot pour l'environnement, ont rassemblé une multitude de preuves publiées au cours des 20 dernières années pour démontrer que les calottes glaciaires ne peuvent plus être considérées comme des parties gelées et passives du cycle du carbone de la Terre.

Leurs conclusions sont publiées aujourd'hui dans la revue Communication Nature .

le professeur Wadham a dit; "Un ensemble unique de conditions présentes sous les calottes glaciaires en font des réacteurs importants dans le cycle du carbone de la Terre.

"Ici, le broyage de la roche par la glace en mouvement est élevé, l'eau liquide est abondante et les microbes prospèrent dans les zones de fonte malgré des conditions inhospitalières - les calottes glaciaires érodent leur substrat rocheux, des microbes adaptés au froid traitent la roche souterraine et stimulent la libération de nutriments et les eaux de fonte glaciaires exportent ce nutriment vers les océans, stimuler également l'upwelling d'autres éléments nutritifs de la profondeur aux marges marines des glaciers.

"Tous ces éléments nutritifs soutiennent la pêche et stimulent la réduction du dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère."

Le co-auteur, le professeur Rob Spencer de la Florida State University, a ajouté :« Les calottes glaciaires sont également très efficaces pour stocker de grandes quantités de carbone lorsqu'elles se développent sur les sédiments marins, sols et végétation.

"La calotte glaciaire de l'Antarctique à elle seule en stocke potentiellement jusqu'à 20, 000 milliards de tonnes de carbone organique, soit dix fois plus que celui estimé pour le pergélisol de l'hémisphère nord.

« Une partie de ce carbone est libérée dans les eaux de fonte et alimente les réseaux trophiques marins. Le carbone qui reste dans les parties profondes des calottes glaciaires est converti en méthane par l'activité microbienne et/ou géothermique, qui a le potentiel d'être stocké sous forme d'hydrate de méthane solide dans des conditions de basse température et de haute pression.

« Nous n'avons aucune idée de la stabilité potentielle de l'hydrate de méthane dans un climat qui se réchauffe si les calottes glaciaires s'amincissent. Il existe des preuves des phases passées de gaspillage des calottes glaciaires en Europe que l'hydrate de méthane sous la calotte glaciaire a existé et peut être libéré rapidement si la glace s'amincit. ."

L'étude fait également un retour dans le temps jusqu'à la dernière transition des conditions glaciaires (froides) aux conditions interglaciaires (chaudes) d'aujourd'hui, analyser les carottes océaniques autour de l'Antarctique à la recherche d'indices qui pourraient lier l'exportation de nutriments (fer) de la calotte glaciaire via les icebergs antarctiques à l'évolution de la productivité de l'océan Austral, un important puits mondial de carbone.

Coauteur, Dr Jon Hawkings de la Florida State University/GFZ-Potsdam, a déclaré :« Un moyen important pour l'océan Austral d'éliminer le carbone de l'atmosphère est la croissance du phytoplancton dans ses eaux de surface.

"Toutefois, ces minuscules plantes vivant dans l'océan sont limitées par la disponibilité du fer. Nous avons longtemps pensé que la poussière atmosphérique était importante en tant que fournisseur de fer pour ces eaux, mais nous savons maintenant que les icebergs hébergent des sédiments riches en fer qui fertilisent également les eaux océaniques lors de la fonte des icebergs. »

Professeur Karen Kohfeld, paléoocéanographe et co-auteur de l'Université Simon Fraser, a ajouté:"Ce que vous voyez dans les carottes océaniques du sub-antarctique, c'est qu'à mesure que le climat s'est réchauffé à la fin de la dernière période glaciaire, sédiments d'iceberg (et donc, fer) l'approvisionnement des chutes subantarctiques de l'océan Austral, tout comme la productivité marine alors que le CO2 augmente.

« Bien qu'il existe de nombreuses causes possibles à l'augmentation du CO2, les données suggèrent de manière alléchante que la baisse de l'approvisionnement en fer dans l'océan Austral via les icebergs aurait pu être un facteur contributif. »

Ce qui est important dans cette étude, c'est qu'elle rassemble les travaux de centaines de scientifiques du monde entier publiés sur trois décennies pour montrer, via un journal de référence, que nous ne pouvons plus ignorer les calottes glaciaires dans les modèles du cycle du carbone et dans les scénarios de changement climatique.

Le professeur Wadham a ajouté :« Les calottes glaciaires sont des parties très sensibles de notre planète – nous modifions les températures de l'air et des eaux océaniques qui les entourent et l'amincissement et le recul sont inévitables.

"Les preuves que nous présentons ici suggèrent que les calottes glaciaires peuvent avoir des rétroactions importantes sur le cycle du carbone qui nécessitent une étude plus approfondie car l'incertitude est encore énorme.

« Accéder à certaines des parties les plus inaccessibles et les plus difficiles des lits de la calotte glaciaire, par exemple par forage profond, parallèlement à la construction de modèles numériques pouvant représenter les processus biogéochimiques dans les calottes glaciaires, ce sera la clé des progrès futurs dans ce domaine. »