La géoscientifique Georgia Hole a utilisé des cernes d’arbres pour retracer les chemins du bois flotté, autrefois gelé dans la banquise, alors qu’il se frayait un chemin à travers l’Arctique. « Certaines de ces plages sont vraiment pleines de bois flotté, du bois flotté à perte de vue. Et quand vous vous souvenez que ces zones que nous étudiions n’avaient pas de forêt, complètement dépourvues d’arbres, cela vous donne cette impression d’échelle. » -Crédit GH : Georgia Hole
Les arbres tombés maintenus à flot dans la glace de mer reflètent une perte de glace accélérée au cours des 30 dernières années.
Une nouvelle étude reconstitue le chemin des arbres gelés alors qu’ils traversaient l’océan Arctique pendant 500 ans, offrant aux scientifiques un regard unique sur les changements de la glace de mer et des courants au cours du dernier demi-millénaire.
En datant et en traçant des morceaux de bois flotté sur les plages du Svalbard, l’archipel norvégien du cercle polaire arctique, les scientifiques ont déterminé où ces arbres tombés flottaient. Retracer le parcours du bois flotté a permis aux chercheurs de reconstituer, pour la première fois, à la fois le niveau de glace de mer au fil du temps et les courants qui ont propulsé la glace chargée de bois flotté.
Portés par les rivières jusqu’à l’océan, les arbres tombés des vastes forêts boréales du nord peuvent être gelés dans la glace de mer et flotter loin, mais la nouvelle recherche montre que moins d’arbres font le long voyage alors que la glace de mer qui les transporte rétrécit.
La nouvelle étude a révélé une nette baisse des nouvelles arrivées de bois flotté au cours des 30 dernières années, reflétant la forte baisse de la couverture de glace de mer dans un Arctique en réchauffement et fournit une image à plus haute résolution des conditions passées de l’océan Arctique que les autres méthodes ne le permettent. L’étude est publiée dans le Journal of Geophysical Research : Océans, qui publie des recherches qui font progresser notre compréhension de l’océan et de ses processus.
Une tranche de bois flotté de larix (mélèze) collectée à Phippsøya, dans les sept îles, correspond à une origine le long de la rivière Lena en Russie dans les années 1700. La tranche a été poncée, laissant apparaître les anneaux conservés. Crédit : Georgia Hole
La glace de mer est sensible au changement climatique et constitue une partie importante des écosystèmes arctiques. Il est donc nécessaire de comprendre comment la glace, les températures océaniques et les courants ont varié au fil du temps pour prévoir les changements à venir dans l’Arctique. Mais cela peut être insaisissable : la glace fond, après tout. La glace de mer la plus ancienne n’a que quatre ans environ (et rajeunit), les scientifiques doivent donc se tourner vers d’autres enregistrements.
“C’est la première fois que du bois flotté est utilisé pour examiner les changements à grande échelle dans la dynamique de la glace de mer de l’Arctique et les modèles de circulation”, a déclaré la géoscientifique Georgia Hole au Université d’Oxford, qui a dirigé l’étude.
« Ils poussent l’analyse un peu plus loin pour relier les changements dans le bois flotté aux changements dans la glace de mer, et c’est là que nous voulons aller. C’est vraiment excitant », a déclaré Hans Linderholm, paléoclimatologue à l’Université de Göteborg en Suède, qui n’a pas participé à la recherche.
Glaçons importants
L’océan Arctique recueille des arbres qui tombent naturellement dans les rivières de haute latitude en Amérique du Nord et en Eurasie. Quand il faisait assez froid, certains arbres étaient gelés dans la banquise. La glace a ensuite flotté à travers l’océan, entraînée par les courants et les vents océaniques, jusqu’à s’échouer sur les rives du Svalbard. Ils y sont restés, certains pendant des centaines d’années, jusqu’à l’arrivée de chercheurs comme Hole et Linderholm.
Une section mince d’un morceau de bois flotté de Picea (épicéa) très bien conservé. Les détails anatomiques de l’arbre ont permis à Hole de l’identifier et de le tracer. Crédit : Georgia Hole
Les chercheurs ont déjà utilisé du bois flotté pour des études sur le changement climatique, mais la nouvelle étude est la première à tester l’utilité du bois flotté arctique pour scruter les courants passés et la couverture glaciaire. Pour vérifier leur travail, l’étude a directement comparé la couverture de glace de mer déduite du bois flotté à l’enregistrement d’observation de la glace de mer.
“C’est une ressource fantastique pour dire quelque chose sur les courants océaniques et les conditions de glace de mer”, a déclaré Linderholm. “Je pense qu’ils ont un cas pour l’appariement [tree] des changements de provenance aux changements des conditions de la glace de mer, ce que nous recherchons : avoir des informations sur la glace de mer avant les observations. »
Traçage des arbres
Au cours des mois d’été 2016 et 2018, Hole et ses collaborateurs ont passé au peigne fin plusieurs plages du nord du Svalbard à la recherche de bois flotté. De retour au laboratoire, ils ont analysé les cernes des arbres pour déterminer de quel type d’arbre il s’agissait et ont comparé les motifs des cernes des arbres de chaque tranche de bois flotté à une base de données de cernes mesurés d’arbres à travers les forêts boréales. Hole a ensuite pu retracer les arbres jusqu’à des pays, des bassins versants et même des rivières individuels et voir comment les sources de bois flotté variaient au fil du temps.
Hole a associé ses données de bois flotté aux premières observations de glace de mer, de 1600 à 1850, grâce aux enregistrements des pêcheurs islandais, des chasseurs de phoques et des navires de passage. Les données les plus récentes sur la glace de mer provenaient d’images d’avion et de satellite. Enfin, elle a comparé les données de suivi du bois flotté avec les conditions de glace de mer et les courants pour voir à quel point ils étaient corrélés.
Ses données ont révélé une migration lente et régulière vers le nord de la glace de mer aux plus basses latitudes, reflétant le réchauffement, ainsi que des fluctuations des arrivées de bois flotté entre l’Amérique du Nord et l’Eurasie.
“Nous avons également constaté une augmentation de la variabilité des enregistrements de bois flotté de 1700 à 1850, que nous interprétons comme une variabilité accrue de la glace de mer”, a déclaré Hole. Les conditions plus froides ont tendance à avoir plus de glace de mer, de sorte que le bois flotté plus ancien reflétait un plus large éventail de sources. Alors que l’Arctique se réchauffait et que la glace de mer fondait, moins de bois flotté pourrait faire le long voyage.
La méthode unique fournit des informations nuancées que d’autres techniques ne peuvent pas offrir, et cette étude n’est que le début – jusqu’à ce que l’Arctique perde complètement sa glace de mer, c’est-à-dire.
“C’est un système tellement fragile”, a déclaré Hole. « Si la banquise décline comme prévu, alors ce sera en quelque sorte un champ en voie de disparition. »
Référence : « A Driftwood-Based Record of Arctic Sea Ice Au cours des 500 dernières années du nord du Svalbard révèle la dynamique de la glace de mer dans l’océan Arctique et les mers périphériques arctiques » par Georgia M. Hole, Thomas Rawson, Wesley R. Farnsworth, Anders Schomacker, Ólafur Ingólfsson et Marc Macias-Fauria, le 15 septembre 2021, Journal of Geophysical Research : Océans.
DOI : 10.1029/2021JC017563
Auteurs:
- Géorgie M. Hole (auteur correspondant), Marc Macias-Fauria, Groupe de recherche en biogéosciences, École de géographie et de l’environnement, Université d’Oxford, Oxford, Royaume-Uni
- Thomas Rawson, Département de zoologie, Groupe de recherche en écologie mathématique, Université d’Oxford, Oxford, Royaume-Uni
- Wesley R. Farnsworth, Centre volcanique nordique, Université d’Islande, Reykjavík, Islande ; Département de géologie de l’Arctique, The University Centre in Svalbard (UNIS), Longyearbyen, Norvège
- Anders Schomacker, Département de géosciences, Université de l’Arctique de Norvège, Tromsø, Norvège
- Ölafur Ingolsson, Département de géologie de l’Arctique, Centre universitaire de Svalbard (UNIS), Longyearbyen, Norvège ; Faculté des sciences de la Terre, Université d’Islande, Reykjavík, Islande
