Des carottes de glace extraites des profondeurs de l’Antarctique viennent de livrer les plus anciens échantillons de glace et d’air glaciaires jamais découverts et datés à ce jour..
Sous des centaines de mètres de glace accumulée au fil des millénaires à Allan Hills, une équipe de scientifiques du Woods Hole Oceanographic Institute a recueilli des échantillons enfouis depuis environ 6 millions d’années.
Source : Wikipedia
La Terre étant une planète géologiquement active et en constante évolution, reconstituer les climats du passé peut s’avérer complexe. L’Antarctique fait exception : l’accumulation constante de glace et de neige y emprisonne et fige la matière, créant ainsi une capsule temporelle témoignant de l’histoire climatique de la Terre. En étudiant la glace ancienne contenue dans des carottes verticales extraites de glace de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur, les scientifiques peuvent, du moins en Antarctique, reconstituer les conditions environnementales passées de notre planète.
Carotte de glace sur la base scientifique Little Dome C, le 7 janvier 2025 en Antarctique. Longue de 2,8 kilomètres de long, elle remonte jusqu’à au moins 1,2 million d’années, (Source : PNRA/IPEV)
À Allan Hills, la concentration de glace bleue est particulièrement précieuse. Il s’agit d’une glace comprimée au fil du temps, ce qui a entraîné l’expulsion de bulles d’air plus importantes et l’agrandissement des cristaux de glace. La glace ainsi obtenue absorbe les longueurs d’onde plus rouges, lui conférant une teinte bleutée caractéristique. Comme la neige ne s’y accumule plus en raison de l’érosion et de la sublimation, la glace ancienne d’Allan Hills est plus proche de la surface que dans d’autres régions de l’Antarctique. Allan Hills est donc l’un des meilleurs endroits au monde pour trouver de la glace ancienne peu profonde, mais aussi l’un des plus difficiles d’accès pour les scientifiques.
Bien que cette glace ne présente pas de bulles d’air visibles, elle contient encore des poches d’air microscopiques, tellement compactées qu’elles occupent de minuscules espaces dans sa structure cristalline. Ces poches d’air comprimé sont très précieuses car elles offrent un aperçu du climat primitif de la Terre.
Glace bleue d’Allan Hills (Crédit photo : Woods Hole Oceanographic Institute)
Trois carottes de glace ont été forées à Allan Hills à des profondeurs de 150, 159 et 206 mètres. Dans ces carottes de glace, les chercheurs espéraient trouver de la glace suffisamment ancienne qui leur permettrait de pénétrer dans le Pliocène qui s’est achevé il y a environ 2,6 millions d’années. Initialement, ils espéraient trouver de la glace vieille de 3 millions d’années, voire un peu plus, mais leur carotte a dépassé leurs attentes.
Lorsque les scientifiques ont effectué une datation isotopique à l’argon sur leurs échantillons, ils ont constaté que la carotte la plus profonde des trois contenait de la glace vieille d’environ 6 millions d’années, datant de la fin du Miocène, il y a environ 5,3 millions d’années ! D’autres échantillons analysés étaient plus jeunes, ce qui offrait aux chercheurs une plage d’observation couvrant la fin du Miocène et la majeure partie du Pliocène.
Ensuite, les chercheurs ont réalisé une analyse isotopique de l’oxygène afin d’évaluer les conditions de température à chaque période révélée par la carotte de glace. Ils ont constaté qu’il y a 6 millions d’années, l’Antarctique était environ 12 degrés Celsius plus chaud qu’aujourd’hui, et que le refroidissement jusqu’à sa température actuelle a été un processus lent et progressif.
À l’avenir, les chercheurs espèrent reconstituer la composition de l’atmosphère terrestre à différentes époques afin de déterminer quels gaz à effet de serre étaient présents, à quelles concentrations et comment la situation climatique a pu évoluer au fil du temps. Compte tenu de la glace exceptionnellement ancienne qu’ils ont découverte à Allan Hills, les scientifiques du Woods Hole Oceanographic Institute ont également conçu une nouvelle étude exhaustive à plus long terme de cette région afin d’étendre encore davantage les données chronologiques. Ils espèrent la mener entre 2026 et 2031.
Ces travaux ont été publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) qui ont servi de référence pour rédiger cette note.
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Ice cores excavated from deep under the surface of Antarctica have just yielded humanity’s oldest directly dated samples of glacial ice and air ever found.
From beneath hundreds of meters of glacial ice that gradually accumulated over eons at Allan Hills in Antarctica, a team of scientists from the Woods Hole Oceanographic Institute has retrieved samples that have been buried for some 6 million years.
Because planet Earth is geologically active and changing, finding records of past climate can be challenging. However, Antarctica is one exception; there, the constant accumulation of ice and snow traps and freezes material, creating a time capsule record of Earth’s climate history. By studying ancient ice in vertical cores extracted from ice hundreds of meters thick, scientists can reconstruct our planet’s past environmental conditions, at least at Antarctica.
At Allan Hills, the concentration of blue ice is particularly valuable. This is ice that has been compressed over time, squeezing out larger air bubbles and enlarging the ice crystals, so that the resulting ice absorbs redder wavelengths, lending it a distinctly blueish hue. Because Allan Hills no longer accumulates snow due to weathering and sublimation processes, the older ice is closer to the surface than in other parts of Antarctica. Allan Hills is one of the best places in the world to find shallow old ice, and one of the toughest places for scientists to work.
Although this ice has no visible air bubbles, it still contains microscopic pockets of air, so densely packed that they occupy tiny spaces in the ice’s crystal structure. These compressed pockets of air are highly prized for the window they offer into Earth’s early climate.
Three ice cores were drilled at Allan Hills cores from depths of 150, 159, and 206 meters. In these cores, the researchers hoped to find ice old enough to help tap into the climate of the Pliocene which ended about 2.6 million years ago. Initially, the researchers had hoped to find ice up to 3 million years old, or maybe a little older, but this discovery has far exceeded their expectations.
When the scientists performed argon isotope dating of their samples, they found that the deepest of the three had ice up to about 6 million years old, towards the end of the Miocene epoch, about 5.3 million years ago. Other tested samples were younger, providing the researchers with a series of snapshots spanning the end of the Miocene and most of the Pliocene.
Next, the researchers performed oxygen isotope analysis to gauge temperature conditions at each of their ‘snapshots’. They found that 6 million years ago, Antarctica was about 12 degrees Celsius warmer than it is now, and that the cooling to its current temperature was a smooth, gradual process rather than a sudden one.
Going forward, the researchers hope to reconstruct the contents of Earth’s atmosphere at these different times to determine what greenhouse gases were present, in which concentrations, and how that profile may have changed over time.
Given the spectacularly old ice they have discovered at Allan Hills, the scientists at theWoods Hole Oceanographic Institute also have designed a comprehensive longer-term new study of this region to try to extend the records even further in time, which they hope to conduct between 2026 and 2031.
The research has been published in the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) that were used as a reference to write this post.
Suite au shutdown aux États Unis, la Smithsonian Institution n’est pas en mesure de diffuser son bulletin hebdomadaire habituel sur l’activité volcanique dans le monde. Mes informations concernent donc un nombre limité de sites éruptifs.
Claude Grandpey : Volcans et Glaciers 