Le mois dernier, la concentration moyenne de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère a grimpé à près de 418 parties par million, un niveau jamais vu sur Terre depuis des millions d'années. Afin d'avoir une idée de ce que notre avenir peut nous réserver, les scientifiques se sont penchés sur le passé profond. Maintenant, nouvelle recherche de l'Université du Massachusetts Amherst, qui allie climat, simulations de modèles de calotte glaciaire et de végétation avec une suite de différents scénarios climatiques et géologiques, ouvre la fenêtre la plus claire à ce jour sur l'histoire profonde de la calotte glaciaire de l'Antarctique et sur ce que notre avenir planétaire pourrait nous réserver.

La calotte glaciaire de l'Antarctique a suscité l'intérêt particulier de la communauté scientifique car elle est « un pivot du système climatique terrestre, affectant tout, de la circulation océanique au climat, " dit Anna Ruth Halberstadt, un doctorant en géosciences et auteur principal de l'article, paru récemment dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes . En outre, la calotte glaciaire contient suffisamment d'eau gelée pour élever le niveau actuel de la mer de 57 mètres.

Encore, il a été difficile de reconstituer avec précision le climat antarctique du milieu du Miocène. Les chercheurs peuvent exécuter des modèles, mais sans données géologiques pour vérifier les modèles, il est difficile de choisir quelle simulation est correcte. Inversement, les chercheurs peuvent extrapoler à partir de données géologiques, mais ces points de données n'offrent que des instantanés locaux, pas un contexte climatique plus large. "Nous avons besoin à la fois de modèles et de données géologiques pour savoir quoi que ce soit, " dit Halberstadt. Il y a un dernier facteur de complication :la géologie. L'Antarctique est coupé en deux par les montagnes transantarctiques, et toute image claire de l'histoire profonde de l'Antarctique doit pouvoir expliquer le lent soulèvement de la chaîne de montagnes du continent. "Sans connaître l'altitude, " dit Halberstadt, "il est difficile d'interpréter le dossier géologique."

Halberstadt et ses collègues, y compris des chercheurs en Nouvelle-Zélande et au Royaume-Uni, ont conçu une approche unique dans laquelle ils ont couplé un modèle de calotte glaciaire avec un modèle climatique, tout en simulant également les types de végétation qui pousseraient dans chaque scénario de modèle climatique. L'équipe a utilisé des ensembles de données géologiques historiques qui comprenaient des points de données paléoclimatiques connus comme la température passée, végétation, et la proximité glaciaire, pour comparer leurs climats modélisés. Prochain, l'équipe a utilisé ses modèles de référence pour faire des inférences sur les scénarios de modèles de CO2 et tectoniques qui satisfaisaient aux contraintes géologiques connues. Finalement, Halberstadt et ses collègues ont extrapolé les conditions glaciaires à l'échelle du continent.

La recherche, qui a été soutenu par la NSF, reconstruit une calotte glaciaire épaisse mais réduite dans les conditions environnementales les plus chaudes du Miocène moyen. Dans ce modèle, bien que les marges de la calotte glaciaire de l'Antarctique se soient considérablement retirées, une plus grande précipitation a conduit à un épaississement des régions intérieures de la calotte glaciaire. La modélisation de l'équipe suggère en outre que la glace sur la région du bassin de Wilkes en Antarctique a progressé pendant les périodes glaciaires et s'est retirée pendant les périodes interglaciaires. Le bassin de Wilkes est la région considérée comme particulièrement sensible au réchauffement futur et pourrait contribuer à l'élévation future du niveau de la mer.

"Le paléoclimat de l'Antarctique, " dit Halberstadt, "est fondamental pour comprendre l'avenir."