Le navire de recherche brise-glace allemand Polarstern (exploité par le Centre Helmholtz de l’Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine). Crédit : Alfred-Wegener-Institut / Thomas Ronge
Les experts de l’AWI confirment l’extension tardive de l’inlandsis il y a 35 millions d’années.
Il y a environ 35 millions d’années, la Terre s’est refroidie rapidement. À peu près au même moment, le passage de Drake s’est formé entre l’Amérique du Sud et l’Antarctique, ouvrant la voie au courant circumpolaire antarctique. Grâce à ces deux facteurs, l’Antarctique a rapidement été entièrement recouvert de glace. Comme le montre maintenant une étude de l’Institut Alfred Wegener, cette glaciation massive a été retardée dans au moins une région. Cette nouvelle pièce du puzzle concernant l’histoire précoce de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental pourrait aider à prédire son avenir instable. L’étude vient d’être publiée dans la revue Nature Communications Earth & ; Environment.
Pour les chercheurs en climatologie, l’Antarctique occidental est sous les feux de la rampe depuis des années. Ici, la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental située au sommet du continent s’étend jusqu’à la mer d’Amundsen adjacente. Près de la côte, la glace est encore en contact direct avec le sol ; plus loin vers la haute mer, elle flotte. Comme le changement climatique réchauffe progressivement l’eau de mer, celle-ci érode de plus en plus la plate-forme de glace par le dessous. La ligne d’ancrage – le dernier point où la glace repose encore sur le sol – se déplace de plus en plus vers l’intérieur des terres. En raison de la fonte des eaux et du vêlage des icebergs, le glacier Thwaites, qui se jette dans la mer d’Amundsen, perd aujourd’hui deux fois plus de glace qu’il y a 30 ans. Si la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental devait s’effondrer entièrement, le niveau des mers du globe augmenterait de plus de trois mètres.
“La stabilité de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental est essentielle pour l’évolution future du niveau mondial des mers”, déclare le premier auteur de l’étude, Gabriele Uenzelmann-Neben, de l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI). “En conséquence, les chercheurs du monde entier s’efforcent de prédire le comportement futur de la glace dans un monde plus chaud en utilisant la simulation numérique. Plus nous en savons sur l’histoire de l’inlandsis de l’Antarctique occidental, plus nous pouvons rendre ces modèles précis. Son histoire plus récente est bien documentée, mais nous savons encore très peu de choses sur ses premières années – en particulier sur la phase de formation. Notre étude fournit une pièce importante du puzzle.”
Au cours de deux croisières de recherche à bord du Polarstern, la géophysicienne et son équipe ont étudié les sédiments à proximité de Pine Island Trough, un sillon en forme de canal dans le plancher océanique de la partie peu profonde de la mer d’Amundsen qui s’étend du nord au sud et mène directement à la côte occidentale de l’Antarctique. Pour recueillir les données, l’équipe de l’AWI s’est appuyée sur la méthode éprouvée de la sismologie par réflexion : le Polarstern a remorqué un câble de mesure de 3 000 mètres de long, ou streamer, derrière lui. Le streamer est équipé d’hydrophones qui utilisent un total de 240 canaux de mesure. Pendant les croisières d’étude, un canon à air est utilisé pour produire des impulsions sismiques derrière le navire. Ces impulsions pénètrent dans le fond marin et sont réfléchies aux limites géologiques – par exemple entre les sédiments et la roche dure – ce qui est enregistré par les hydrophones de la flûte. En se basant sur les différents temps de parcours des ondes et sur les positions respectives des différents canaux, il est possible de cartographier la structure interne du fond marin.
Les données de mesure ont révélé la présence d’un grand corps sédimentaire, une dérive sédimentaire, sur le flanc est de la fosse de Pine Island, sans équivalent sur son côté ouest. “En raison de l’effet de Coriolis produit par la rotation de la Terre, ce dépôt asymétrique d’une dérive de sédiments sur le côté est de la fosse, mais pas sur le côté ouest, ne peut avoir été produit que par un courant d’eau profonde qui s’est dirigé vers la côte du nord au sud”, explique Uenzelmann-Neben. “Pour que cela se produise, la circulation océanique à l’époque du dépôt devait être similaire aux conditions actuelles, c’est-à-dire que les vents d’ouest dominants et le courant circumpolaire antarctique devaient être situés loin au sud. Et comme aujourd’hui, les eaux profondes remontées par le creux devaient être comparativement chaudes.”
Une étude complémentaire du pollen provenant de carottes de sédiments recueillies près du fossé indique que la base de la dérive sédimentaire s’est formée il y a environ 34 à 36 millions d’années. C’est précisément à la même époque – la limite Éocène-Oligocène – que les températures ont chuté sur l’ensemble du globe et que le continent antarctique s’est recouvert de glace. “Notre étude apporte des preuves irréfutables qu’à l’époque de la grande glaciation, les eaux profondes plus chaudes de l’Antarctique étaient plus chaudes que celles de l’Atlantique.L’eau est remontée près du plateau de la mer d’Amundsen et a retardé l’expansion de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental vers la mer”, explique le géophysicien de l’AWI. “Cette découverte importante et inattendue souligne l’importance considérable que les courants océaniques ont eue même pendant la phase de formation de l’inlandsis de l’Antarctique occidental et qu’ils continuent d’avoir aujourd’hui. Grâce à ces connaissances supplémentaires concernant la phase initiale de l’inlandsis, les prévisions sur sa stabilité future et le retrait de la glace peuvent maintenant être améliorées.”
Référence : “Deep water inflow slowed offshore expansion of the West Antarctic Ice Sheet at the Eocene-Oligocene transition” par Gabriele Uenzelmann-Neben, Karsten Gohl, Katharina Hochmuth, Ulrich Salzmann, Robert D. Larter, Claus-Dieter Hillenbrand, Johann P. Klages et l’équipe scientifique de l’expédition PS104, 21 février 2022, Communications Terre & ; Environnement.
DOI: 10.1038/s43247-022-00369-x
