Une mission ambitieuse de forage dans la calotte glaciaire de l'Antarctique pour extraire certaines des glaces les plus anciennes de la planète fournira des indices vitaux sur un mystérieux changement dans le comportement du climat de notre planète.

Forer dans la glace de l'Antarctique, c'est comme remonter le temps. Des reliques d'époques révolues y sont gelées :de la poussière qui s'est déposée à la surface il y a longtemps et des bulles d'air piégées par d'anciens blizzards.

Pour les scientifiques qui espèrent comprendre comment le climat de la Terre a changé dans le passé, c'est un trésor. Dans chaque mètre de glace se trouvent des milliers d'années de ces précieux artefacts.

Maintenant, une équipe internationale de chercheurs espère en forer plus de 2, 700 mètres sous la surface à la recherche de glace vieille de 1,5 million d'années.

Leur objectif est d'extraire des carottes de glace qui les aideront à reconstituer ce qui est arrivé au climat de notre planète au cours d'une période de changement cruciale et mystérieuse qui s'est produite il y a environ 1 million d'années.

"Au cours des derniers millions d'années, le climat de la Terre a oscillé entre des périodes glaciaires froides et plus courtes, périodes interglaciaires plus chaudes, " a déclaré le professeur Carlo Barbante, un chimiste analytique à l'Université Ca'Foscari de Venise, Italie, et coordinateur du projet Beyond EPICA qui espère récupérer les carottes de glace.

"Nous savons d'après les informations contenues dans les sédiments marins que nous aurions une période chaude et une période froide toutes les 41, 000 ans, mais il y a environ 1 million d'années, ce cycle a changé pour avoir une périodicité d'environ tous les 100, 000 ans.

"Nous ne savons pas exactement pourquoi ce changement s'est produit. Très probablement, il était dû à des changements dans le cycle du dioxyde de carbone."

Orbite

Une grande partie du cycle glaciaire sur Terre est due à l'orbite moins que parfaite de notre planète autour du soleil et au fait qu'elle a tendance à vaciller sur son axe. Mais d'autres changements, comme l'activité volcanique qui projette des aérosols dans l'air et les niveaux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, influencent également ce cycle.

En analysant la glace remontant à peu près à l'époque du changement du cycle glaciaire, Le Pr Barbante et ses collègues espèrent trouver des poussières conservées, gaz et isotopes qui peuvent leur dire ce qui a pu conduire à ce changement dans le climat.

"Comprendre cette période du passé est important car cela peut nous aider à répondre aux questions que nous nous posons sur la sensibilité de notre climat aujourd'hui, " a déclaré le Pr Barbante.

Alors que les scientifiques savent que l'augmentation des gaz à effet de serre provoque le réchauffement du climat de la planète, il est difficile de modéliser les impacts exacts de cela en raison de la complexité du système climatique.

La corrélation entre les changements climatiques passés et les concentrations de dioxyde de carbone peut aider à faire de meilleures prévisions sur ce que nos propres émissions de gaz à effet de serre feront à la planète.

"Nous espérons combler les lacunes de nos connaissances sur la façon dont la Terre réagira aux changements de concentrations de gaz à effet de serre, " a ajouté le Pr Barbante.

Le professeur Barbante et ses collègues espèrent s'appuyer sur le succès d'un précédent projet appelé European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA), qui a foré à une profondeur de 3, 270 mètres sur un site appelé Dome C, à proximité du centre de recherche franco-italien Station Concordia sur le plateau polaire de l'Antarctique oriental. En 2006, après 10 ans de forage, l'équipe avait obtenu de la glace jusqu'à 820, 000 ans.

L'équipe de Beyond EPICA a passé les trois dernières années à mener de nouvelles enquêtes à l'aide de radars montés sur des avions et des traîneaux pour identifier un site avec de la glace plus ancienne.

La clé a été de trouver des parties de la calotte glaciaire suffisamment profondes pour contenir de la glace vieille de plus d'un million d'années, mais pas si profond que la pression de la glace au-dessus fasse fondre le fond.

"Nous avions deux sites candidats à environ 40 km de la base de Concordia dans une zone connue sous le nom de Little Dome C et un autre proche d'une base japonaise appelée Dome Fuji Station, " dit le professeur Olaf Eisen, glaciologue à l'Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research à Bremerhaven, Allemagne, qui a dirigé la recherche du nouveau site de forage.

"Nous voulions de la belle glace stratifiée, avec une accumulation continue de neige à la surface et un substrat rocheux pas trop montagneux pour ne pas perturber la stratigraphie (couches) de la glace."

Topographie

Les images radar ont permis à l'équipe de voir des limites distinctes dans la glace qu'ils pourraient utiliser pour estimer son âge et également voir la forme de la roche en dessous. Ils se sont finalement installés sur le site de Little Dome C. La topographie sous-jacente du terrain et les variations de la quantité de glace qui s'est accumulée au-dessus au fil du temps signifient qu'ils n'auront pas besoin de forer aussi profondément qu'avec le projet EPICA original pour atteindre la glace la plus ancienne. Ils estiment qu'ils trouveront de la glace de plus d'un million d'années à une profondeur d'environ 2, 700 mètres.

"La glace sur le plateau là-bas est bien stratifiée et non perturbée, " a ajouté le professeur Eisen.

L'équipe se lance maintenant dans la prochaine phase du projet, qui consiste à commencer à forer et à récupérer la glace. A la fin de l'année dernière, ils ont commencé à construire leur campement sur le site et à préparer une tranchée où ils vont percer un trou préparatoire à travers les 20 premiers mètres de manteau neigeux poreux, ou " sapin, " au sommet de la calotte glaciaire.

Ils visent à forer les 150 premiers mètres dans la glace au cours du prochain été antarctique entre novembre 2020 et janvier 2021. Au fur et à mesure qu'ils forent, l'équipe va pomper une épaisse, fluide non toxique dans le forage résultant pour empêcher la pression de la calotte glaciaire de le fermer.

"Nous espérons atteindre le socle rocheux d'ici trois à quatre saisons, si tout va bien, " a déclaré le professeur Barbante. " Cette glace précieuse nous donne l'occasion de regarder en arrière à une époque où le monde était différent. Les êtres humains n'étaient pas là, du moins pas comme Homo sapiens , et le climat était sur un mode très différent.

"C'est une archive fascinante du passé, mais cela peut aussi nous aider à comprendre l'avenir."