Afin de prédire comment les glaciers réagiront au changement climatique à l'avenir, les scientifiques doivent d'abord comprendre comment ils ont réagi dans le passé. Une équipe de scientifiques du Cosmogenic Nuclide Lab de l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia a relevé le défi en étudiant les vestiges glaciaires dans le monde entier, de la Patagonie à l'Arctique.

L'une des questions les plus intéressantes que l'équipe étudie est de savoir si les glaciers de différentes latitudes et hémisphères se dilatent et reculent à des moments similaires, dit Mike Kaplan, un professeur de recherche Lamont qui travaille dans le Cosmogenic Nuclide Lab. Avant l'influence humaine, il y a de fortes indications que les modèles climatiques affectant les glaciers de l'hémisphère sud étaient en décalage avec ceux du nord, dit Kaplan, et comprendre pourquoi pourrait aider à projeter les effets du changement climatique moderne.

Reconstruire le passé

Étudier le recul des glaciers qui s'est produit plus de 11, il y a 000 ans peut être délicat.

Faire cela, l'équipe utilise une méthode appelée datation cosmogénique. Pour que la méthode fonctionne, les scientifiques doivent d'abord identifier une masse bien conservée de roches ou de sédiments laissés par un glacier en retrait qui s'appelle une moraine. Puis, les scientifiques arrachent des sections des rochers de la moraine pour les ramener au laboratoire, où ils peuvent être analysés pour la présence de béryllium-10, isotope formé à partir des rayons cosmiques dans l'atmosphère terrestre.

Compter les atomes de béryllium-10 à la surface des roches aide les scientifiques à déterminer exactement combien de temps la roche a été exposée à l'atmosphère, ou depuis combien de temps il a été découvert par la glace. Cela aide à créer une chronologie pour l'expansion et le recul des glaciers, et ultimement, révèle comment le climat a changé au fil du temps. Au cours des 10 dernières années, des chercheurs du Cosmogenic Nuclide Lab ont utilisé la datation cosmogénique pour documenter les fantômes des glaciers sur plus de cinq continents, y compris l'Europe, Amérique du Sud, Antarctique, Australie, et Amérique du Nord.

"La plupart de nos connaissances sur les changements de température sur Terre proviennent de carottes de glace en Antarctique et au Groenland, " a déclaré le géoscientifique du climat Joerg Schaefer, qui dirige le laboratoire. "Mais ceux-là sont tous les deux dans des positions très extrêmes - ils sont tous les deux polaires. Entre les deux, c'est vraiment difficile de trouver fiable, thermomètres précis, et les glaciers de montagne comblent essentiellement cette lacune."

Depuis plusieurs années, le groupe a cartographié les vestiges glaciaires de la calotte glaciaire de Patagonie près de la région du détroit de Magellan dans le sud de la Patagonie. Là, la recherche menée par l'étudiante diplômée Carly Peltier a révélé que, durant la dernière période glaciaire, le lobe glaciaire de Magellan aurait atteint une position plus de 65 kilomètres plus à l'est que ce qui avait été signalé précédemment, fournissant de nouvelles données importantes pour les reconstructions paléoclimatiques. Le retrait de cette position glaciaire maximale a commencé lentement vers 25, il y a 000 ans, avec la glace continuant à se stabiliser à plusieurs reprises jusqu'à environ 18, il y a 000 ans, qui a ensuite été suivi par rapide, recul irréversible. A 16 ans, il y a 000 ans, la calotte glaciaire de Patagonie avait plus ou moins disparu à l'extrême sud de l'Amérique du Sud.

Avec le soutien de la National Science Foundation, l'équipe est récemment retournée en Amérique du Sud en novembre 2019, cette fois pour étudier et comparer le recul historique des glaciers davantage dans la chaîne de montagnes centrale des Andes au cours des 11 dernières années 000 ans. L'idée est de déterminer si les glaciers à différentes latitudes ont connu des expansions et des reculs similaires au cours de cette même période. Pour la dernière étude, Kaplan et trois collègues chiliens ont voyagé à cheval pendant près de deux jours pour découvrir un site isolé dans les Andes centrales. Là, ils ont collecté plus de 35 spécimens de moraine à rapporter au labo, où ils analyseront leur composition chimique et les compareront aux spécimens que le groupe de laboratoire a prélevés ces dernières années dans le sud des Andes au Chili. COVID-19 a retardé l'analyse des échantillons les plus récents en raison de la fermeture puis de la réouverture progressive des laboratoires cette année, mais Kaplan espère commencer bientôt.

« Avec ce projet, nous nous déplaçons légèrement vers le nord en Amérique du Sud pour voir si les mêmes schémas et changements que nous avons observés au cours des 10 ou 15 dernières années [de la recherche de notre groupe] se poursuivent au fur et à mesure que vous vous dirigez vers le nord, " a déclaré Kaplan. " L'une des choses que nous essayons de comprendre est ce qui a causé la variabilité des glaciers dans un sens naturel avant les effets humains sur le système climatique. "

Peindre une image du futur

Au cours des dernières décennies, l'impact des activités humaines sur le changement climatique et, à terme, recul des glaciers, est indéniable, selon Kaplan et Schaefer. Des activités telles que la déforestation et la combustion de charbon et d'autres combustibles fossiles ont entraîné une augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, où il étreint la planète comme une écharpe, entraînant une augmentation constante des températures mondiales.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.