Au bout du glacier Taylor, une saumure hypersaline connue sous le nom de "Blood Falls" coule à la surface. La couleur rouge provient de l'oxyde de fer précipitant des eaux sous-glaciaires. Les chercheurs ont étudié les gisements minéraux formés dans le passé à partir de tels fluides et ont trouvé des preuves d'un recul glaciaire d'environ 400, il y a 000 ans. Crédit :Terry Blackburn
Les questions sur la stabilité de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est sont une source majeure d'incertitude dans les estimations de l'élévation du niveau de la mer à mesure que la Terre continue de se réchauffer. Depuis des décennies, les scientifiques pensaient que la calotte glaciaire de l'Antarctique oriental était restée stable pendant des millions d'années, mais des études récentes ont commencé à mettre en doute cette idée. Maintenant, des chercheurs de l'UC Santa Cruz ont rapporté de nouvelles preuves d'une perte de glace substantielle de l'Antarctique de l'Est au cours d'une période chaude interglaciaire d'environ 400, il y a 000 ans.
L'étude, publié le 22 juillet dans La nature , concentré sur le bassin de Wilkes, l'un des nombreux bassins en forme de bol sur les bords de la calotte glaciaire qui sont considérés comme vulnérables à la fonte parce que la glace repose sur des terres situées au-dessous du niveau de la mer. Le bassin de Wilkes contient actuellement suffisamment de glace pour élever le niveau de la mer de 3 à 4 mètres (10 à 13 pieds).
La glace s'écoule lentement à travers les bassins de l'intérieur du continent jusqu'aux plates-formes de glace flottantes aux marges. La perte de glace fait que la ligne de mise à la terre - le point auquel la glace perd contact avec le sol et commence à flotter - se déplace vers l'intérieur des terres, a expliqué le premier auteur Terrence Blackburn, professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes à l'UC Santa Cruz.
"Nos données montrent que la ligne d'échouage dans le bassin de Wilkes s'est retirée de 700 kilomètres [435 miles] à l'intérieur des terres au cours de l'une des dernières périodes interglaciaires vraiment chaudes, lorsque les températures mondiales étaient de 1 à 2 degrés Celsius plus chaudes qu'aujourd'hui, " a déclaré Blackburn. " Cela a probablement contribué de 3 à 4 mètres à l'élévation du niveau mondial de la mer, avec le Groenland et l'Antarctique occidental contribuant ensemble 10 mètres supplémentaires."
En d'autres termes, une période de réchauffement climatique comparable à ce qui est attendu dans les scénarios actuels d'émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine a entraîné une augmentation du niveau de la mer d'environ 13 mètres (43 pieds). Bien sûr, cela ne se produirait pas d'un seul coup—il faut du temps pour que cette quantité de glace fonde.
"Nous avons ouvert la porte du congélateur, mais ce bloc de glace est encore froid et il ne va nulle part à court terme, " Blackburn a déclaré. "Pour comprendre ce qui se passera sur des échelles de temps plus longues, nous devons voir ce qui s'est passé dans des conditions comparables dans le passé."
Le problème avec l'étude des périodes interglaciaires au cours du Pléistocène est qu'elles se sont toutes terminées dans une autre ère glaciaire lorsque la calotte glaciaire a de nouveau avancé et a dissimulé les preuves. Pour la nouvelle étude, Blackburn et ses collègues ont utilisé une nouvelle technique basée sur des mesures isotopiques dans des gisements minéraux qui enregistrent les changements passés dans les fluides sous-glaciaires.
L'uranium-234 (U-234) est un isotope de l'uranium qui s'accumule très lentement dans l'eau au contact des roches en raison de la désintégration à haute énergie de l'uranium-238. Cela arrive partout, mais dans la plupart des endroits, les processus hydrologiques éloignent l'eau des sources d'enrichissement, et l'U-234 se dilue dans de grandes étendues d'eau. En Antarctique, cependant, l'eau est piégée à la base de la calotte glaciaire et se déplace très lentement tant que la glace est stable, permettant à U-234 de s'accumuler à des niveaux très élevés sur de longues périodes de temps.
Un précipité sous-glaciaire du bassin de Pensacola qui a formé 200, il y a 000 ans. Combiné avec les données d'autres échantillons, l'âge et la composition isotopique de l'uranium de cet échantillon suggèrent que des parties de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est ont été déglacées au cours d'une période interglaciaire chaude d'environ 400, il y a 000 ans. Crédit :Michael Scudder
Blackburn a expliqué que la calotte glaciaire agit comme une couverture isolante, de sorte que la chaleur de l'intérieur de la Terre provoque la fonte à la base. Mais les températures sont plus froides là où la glace est plus fine aux marges de la calotte glaciaire, provoquant le regel de l'eau sous-glaciaire.
"L'eau qui coule sous la glace recommence à geler sur les bords, qui concentre tous les minéraux dissous jusqu'à ce qu'il devienne sursaturé et que les minéraux précipitent pour former des dépôts d'opale ou de calcite, " dit-il. " Ces gisements piègent l'uranium-234, pour pouvoir dater les gisements et mesurer leur composition, et nous pouvons suivre cela dans le temps pour obtenir une histoire profonde de la composition de l'eau sous la calotte glaciaire. »
Ce que cette histoire suggère, c'est que l'U-234 dans les eaux sous-glaciaires du bassin de Wilkes a été évacué pendant la période interglaciaire 400, Il y a 000 ans, lorsque la glace a fondu et que la ligne de mise à la terre s'est retirée. Cela réinitialise la concentration d'U-234 à de faibles niveaux de fond, et l'accumulation a ensuite recommencé lorsque la glace a de nouveau progressé.
Blackburn a noté que des preuves actuelles de l'accumulation d'U-234 dans les fluides sous-glaciaires peuvent être trouvées dans les vallées sèches de McMurdo, le seul endroit où les glaciers de l'Antarctique se terminent sur terre. Là, des saumures très concentrées émergent des glaciers dans des endroits tels que Blood Falls, où la couleur rouge sang provient de fortes concentrations de fer dans la saumure.
"Les compositions isotopiques de ces saumures sont comparables aux précipités que nous avons datés de divers endroits, et ils partagent tous l'enrichissement caractéristique U-234, " a déclaré Blackburn. " Les saumures sont ce qui reste lorsque les fluides sous-glaciaires atteignent le bord de la calotte glaciaire. "
Il a déclaré que la nouvelle étude a été inspirée par un article de 2016 dans lequel des chercheurs étudiant les coraux des grands fonds ont signalé des preuves d'un changement majeur dans la chimie des océans, y compris une pointe en U-234, coïncidant avec la fin de la dernière période glaciaire, lorsque la vaste calotte glaciaire laurentienne qui couvrait une grande partie de l'Amérique du Nord a fondu.
"Ils ont spéculé qu'il s'accumulait sous les calottes glaciaires et ont indiqué certains sites possibles en Antarctique où cela pourrait se produire, " a déclaré Blackburn. "Je me trouvais dans l'un de ces endroits à l'époque."
Son collègue aussi, glaciologue Slawek Tulaczyk, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'UC Santa Cruz. Ils ont discuté du document et ont commencé à planifier cette étude, qui a finalement impliqué plusieurs professeurs et étudiants de l'UCSC. L'équipe a recueilli elle-même quelques échantillons de gisements minéraux, mais certains des échantillons les plus importants utilisés dans l'étude ont été collectés dans les années 1980 et archivés au Byrd Polar Rock Repository de l'Ohio State University.
