Le chercheur de carottes de glace Don Voigt examine une carotte de glace dans le cadre du projet West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide). Crédit :Gifford Wong
Une étude de deux méthodes de reconstruction des températures anciennes a permis aux chercheurs en climatologie de mieux comprendre à quel point il faisait froid en Antarctique au cours de la dernière période glaciaire vers 20 ans, il y a 000 ans.
Antarctique, l'endroit le plus froid de la Terre aujourd'hui, était encore plus froid au cours de la dernière période glaciaire. Depuis des décennies, la science de pointe a suggéré que les températures de l'ère glaciaire en Antarctique étaient en moyenne d'environ 9 degrés Celsius plus froides qu'à l'heure actuelle.
Une équipe internationale de scientifiques, dirigé par Christo Buizert de l'Oregon State University, a constaté que même si certaines parties de l'Antarctique étaient aussi froides que 10 degrés en dessous des températures actuelles, les températures au centre de l'Antarctique oriental n'étaient que de 4 à 5 degrés plus froides, environ la moitié des estimations précédentes.
Les résultats ont été publiés cette semaine dans Science .
"C'est la première réponse concluante et cohérente que nous ayons pour tout l'Antarctique, " dit Buizert, un spécialiste du changement climatique de l'Oregon State University. "La découverte surprenante est que la quantité de refroidissement est très différente selon l'endroit où vous vous trouvez en Antarctique. Ce schéma de refroidissement est probablement dû aux changements d'élévation de la calotte glaciaire qui se sont produits entre l'ère glaciaire et aujourd'hui."
Comprendre la température de la planète au cours de la dernière période glaciaire est essentiel pour comprendre la transition d'un climat froid à un climat chaud et pour modéliser ce qui pourrait se produire lorsque la planète se réchauffera en raison du changement climatique aujourd'hui, dit Ed Brook, un paléoclimatologue à l'OSU et l'un des co-auteurs de l'article.
"L'Antarctique est particulièrement importante dans le système climatique, ", a déclaré Brook. "Nous utilisons des modèles climatiques pour prédire l'avenir, et ces modèles climatiques doivent corriger toutes sortes de choses. Une façon de tester ces modèles est de s'assurer que nous obtenons le bon passé."
Les co-auteurs de l'étude sont une équipe internationale de chercheurs des États-Unis, Japon, Le Royaume-Uni, La France, La Suisse, Danemark Italie, Corée et Russie. L'étude a été financée en partie par la National Science Foundation.
"La collaboration internationale était essentielle pour répondre à cette question car elle impliquait tant de mesures et de méthodes différentes à partir de carottes de glace dans tout l'Antarctique, " a déclaré le co-auteur T.J. Fudge, professeur assistant en sciences de la Terre et de l'espace à l'Université de Washington. "Les carottes de glace qui ont été récemment forées avec le soutien de la National Science Foundation nous ont permis d'acquérir de nouvelles connaissances à partir de carottes précédemment forées, également."
La dernière période glaciaire représente une expérience naturelle pour comprendre la sensibilité de la planète aux changements de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, les chercheurs ont dit. Des échantillons de carottes prélevés sur de la glace accumulée sur des centaines de milliers d'années aident à raconter cette histoire.
Foreurs de glace avec une carotte de glace fraîchement forée au projet de carotte de glace du pôle Sud (SPICEcore). Crédit :Peter Rejcek, Fondation nationale de la science.
Les chercheurs dans le passé ont utilisé des isotopes de l'eau contenus dans les couches de glace, qui agit essentiellement comme un thermomètre, pour reconstituer les températures de la dernière période glaciaire. Au Groenland, ces changements isotopiques peuvent être étalonnés par rapport à d'autres méthodes pour garantir leur exactitude. Mais pour la plupart de l'Antarctique, les chercheurs n'ont pas été en mesure d'étalonner le thermomètre isotopique de l'eau par rapport à d'autres méthodes.
"C'est comme si nous avions un thermomètre, mais nous ne pouvions pas lire l'échelle, " dit Buizert, professeur assistant au Collège de la Terre de l'OSU, Océan, et sciences de l'atmosphère. "L'un des endroits où nous n'avions pas d'étalonnage est l'Antarctique de l'Est, où les plus anciens enregistrements continus de carottes de glace ont été forés, ce qui en fait un endroit critique pour comprendre l'histoire du climat."
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé deux méthodes pour reconstituer les températures anciennes, en utilisant des carottes de glace provenant de sept endroits à travers l'Antarctique, cinq de l'Antarctique de l'Est et deux de l'Antarctique de l'Ouest.
La méthode de thermométrie de forage mesure les températures dans toute l'épaisseur d'une calotte glaciaire. La calotte glaciaire de l'Antarctique est si épaisse qu'elle garde un souvenir du passé, des températures glaciaires plus froides qui peuvent être mesurées et reconstituées, dit Fudge, professeur adjoint au département des sciences de la Terre et de l'espace à l'Université de Washington.
La deuxième méthode examine les propriétés du manteau neigeux au fur et à mesure qu'il s'accumule et se transforme en glace au fil du temps. En Antarctique de l'Est, ce manteau neigeux peut mesurer de 50 à 120 mètres d'épaisseur et s'est compacté pendant des milliers d'années dans un processus très sensible aux changements de température.
Les chercheurs ont découvert que les deux méthodes produisaient des reconstructions de température similaires, leur donner confiance dans les résultats.
Ils ont également constaté que la quantité de refroidissement de l'ère glaciaire est liée à la forme de la calotte glaciaire. Au cours de la dernière période glaciaire, une partie de la calotte glaciaire de l'Antarctique s'est affinée à mesure que la quantité de neige diminuait, dit Buizert. Cela abaisse l'élévation de la surface et le refroidissement dans ces zones était de 4 à 5 degrés. Dans les endroits où la calotte glaciaire était beaucoup plus épaisse pendant la période glaciaire, températures refroidies de plus de 10 degrés.
"Cette relation entre l'altitude et la température est bien connue des alpinistes et des pilotes - plus vous montez, plus il fait froid, " a déclaré Buizert.
Les résultats sont importants pour améliorer la modélisation du climat futur, mais ils ne changent pas la perception des chercheurs sur la sensibilité de la Terre au dioxyde de carbone, le principal gaz à effet de serre produit par l'activité humaine, il a dit.
"Cet article est cohérent avec les principales théories sur la sensibilité, " Buizert a déclaré. "Nous sommes autant préoccupés aujourd'hui par le changement climatique qu'hier."
