Une vue rapprochée des dépôts de sédiments révèle de nombreuses couches de matériaux colorés. Les bandes de couleur claire sont constituées de limon soufflé par le vent appelé loess, tandis que les bandes plus sombres contiennent également un sol ancien appelé paléosol. Crédit :Elizabeth Thomas
Dans les mines d'or près de Fairbanks, Alaska, les scientifiques recherchent quelque chose de précieux, et ce n'est pas du métal.
Ils recherchent à travers des couches de sédiments anciens des indices sur la façon dont le climat de la région a changé pendant les périodes de réchauffement planétaire préhistorique. La preuve est dans la saleté elle-même, qui contient des composés chimiques qui peuvent révéler des informations sur le fait que la région est devenue plus humide ou plus sèche à mesure que la température changeait dans les temps anciens.
Le projet en cours, financé par une subvention de la National Geographic Society, pourrait aider les chercheurs et les décideurs à comprendre comment l'Alaska pourrait réagir dans les années à venir alors que la planète se réchauffe à nouveau.
C'est un sujet d'étude urgent, car l'État ressent déjà les effets du changement climatique.
Selon l'Évaluation nationale du climat de 2014, L'Alaska a, en moyenne, réchauffé beaucoup plus rapidement que le reste des États-Unis au cours des dernières décennies. Le rapport constate que les glaciers fondent, Les risques d'incendie de forêt augmentent et les pêcheries locales sont vulnérables aux changements de température des océans.
"L'Alaska connaît actuellement un changement climatique rapide, " dit Elisabeth Thomas, Doctorat., le géologue de l'Université de Buffalo qui dirige l'étude. "En étudiant comment le climat de cette région s'est comporté dans les périodes vraiment chaudes dans le passé, nous pouvons faire de meilleures prédictions sur l'avenir."
"Une autre raison pour laquelle c'est un endroit intéressant à étudier est que les régions des hautes latitudes sont un indicateur du changement climatique. À mesure qu'elles se réchauffent, les glaciers et les calottes glaciaires fondent, et cela a un impact sur les gens du monde entier car cela peut provoquer une élévation du niveau de la mer, " dit Thomas, professeur adjoint de géologie à l'UB College of Arts and Sciences.
Kayla Hollister, Étudiant en master de géologie à l'UB, enlève soigneusement une section de sédiment de la paroi d'une mine. Crédit :Elizabeth Thomas
Étudier les parois des canyons artificiels
La zone où travaille Thomas est à l'ouest de Fairbanks, juste au sud du cercle polaire arctique.
Cet été, elle y a voyagé avec une équipe qui comprenait Britta Jensen, Doctorat., professeur adjoint de sciences de la Terre et de l'atmosphère à l'Université de l'Alberta; Kayla Hollister, un étudiant à la maîtrise en géologie de l'UB ; et Nathan Polard-Yopek, étudiante à la maîtrise en sciences de la terre et de l'atmosphère à l'Université de l'Alberta.
Les mines où les scientifiques prélèvent des échantillons sont des mines de placers où coulaient autrefois d'anciens ruisseaux, laissant derrière eux des dépôts de graviers contenant de l'or. Aujourd'hui, ces graviers sont enfouis sous des centaines de pieds de limon soufflé par le vent - des dépôts appelés loess - qui proviennent des montagnes voisines lorsque les glaciers écrasent la roche en poussière.
Pour arriver au métal précieux, les mineurs doivent creuser des tranchées profondes dans le paysage. Les parois de ces canyons agissent comme un enregistrement du temps préhistorique. Ils retiennent couche sur couche de loess dans de beaux tons de terre - gris doux, jaunes sableux, variations d'ocre, que les scientifiques peuvent dater et analyser pour en savoir plus sur l'histoire climatique de la région.
"Il y a une collaboration entre les mineurs et les climatologues depuis des décennies, " dit Thomas. " Les mineurs creusent ces monticules de limon géants, ce qui signifie que nous n'avons pas à le faire nous-mêmes. Ils étaient heureux de nous accueillir. Pour eux, le sédiment est juste quelque chose qu'ils se déplacent constamment, alors quand nous avons demandé si nous pouvions regarder les murs de ces mines, ils diraient avec enthousiasme, « Vous vous souciez de notre saleté ? »
De gauche à droite :Membres de l'équipe de l'expédition de recherche, y compris Britta Jensen, chercheuse en géologie de l'Université de l'Alberta; Kayla Hollister, étudiante à la maîtrise en géologie de l'UB ; Nathan Polard-Yopek, étudiant à la maîtrise à l'Université de l'Alberta; et la chercheuse en géologie de l'Université de Buffalo, Elizabeth Thomas, qui dirige le projet. Crédit :Elizabeth Thomas
Interprétation des indices chimiques dans la saleté
Les sédiments des mines contiennent toutes sortes de reliques fascinantes, comme les restes d'arbres anciens et les ossements gargantuesques de mammouths morts depuis longtemps (Hollister en a pris un).
Mais c'est vraiment la saleté qui intéresse les chercheurs.
Au cours des derniers millions d'années, Les modèles climatiques cycliques entraînés par les changements dans l'orbite de la Terre ont provoqué la croissance et la contraction des glaciers dans les montagnes de l'Alaska.
Quand les glaciers étaient grands, le loess s'est rapidement déposé à proximité en couches épaisses. Mais lorsque le climat s'est réchauffé et que les glaciers ont diminué, les forêts poussaient au sommet du loess. Ces zones seraient à nouveau recouvertes de poussière dans les périodes plus fraîches, et ainsi de suite. Aujourd'hui, ce qui reste des forêts anciennes sont des couches d'arbres enracinés, morceaux de mousse, et riche, sol sombre—tous encore trouvés dans les murs des mines.
Elizabeth Thomas (à gauche), Université de Buffalo, professeur adjoint de géologie, et Kayla Hollister (à droite), Étudiant en master de géologie à l'UB, prendre des notes en étant perché sur un mur de sédiments. Crédit :Britta Jensen
Kayla Hollister, étudiante à la maîtrise en géologie de l'UB (au centre avec une écharpe rouge) et Britta Jensen (à gauche), chercheuse en géologie à l'Université de l'Alberta, travaillent sur un mur de sédiments. Crédit :Elizabeth Thomas
Une pelle, ruban à mesurer et autres outils sont perchés contre les dépôts de loess et de terre ancienne qui forment le mur d'une mine. Couches de cendres volcaniques, aussi trouvé dans le mur, peut aider les scientifiques à déterminer l'âge de différentes sections de sédiments. Crédit :Elizabeth Thomas
Pendant le voyage d'été en Alaska, l'équipe de recherche a soigneusement mesuré des sections de sédiments et les a retirées pour étude.
Le laboratoire de Jensen datera des échantillons de cendres volcaniques enfouis dans le loess, qui donnera une idée de l'âge des différentes sections de sédiments. Pendant ce temps, Thomas et son équipe analyseront divers composés dans les sédiments pour en savoir plus sur le climat préhistorique de la région.
Un matériau que les chercheurs étudieront :des produits chimiques appelés tétraéthers de glycérol dialkylglycérol (GDGT), qui sont noyés dans le loess. GDGT, produit par des bactéries, peut être utilisé pour reconstituer les tendances de température préhistoriques. Dans une analyse séparée, les scientifiques examineront les restes d'anciennes cires de feuilles, également trouvé dans les sédiments. La composition chimique de ces composés peut faire la lumière sur la façon dont l'humidité effective de la région, influencée par les niveaux d'humidité et de précipitations, a fluctué au fil du temps.
L'étude couvrira différents intervalles chauds qui se sont produits au cours du Pléistocène, qui a commencé il y a environ 2,6 millions d'années et s'est terminée environ 12, il y a 000 ans.
