“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 7 — #30
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1. Biogéochimie du système climatique...
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La poursuite du forage de Vostok par une équipe franco-américano-russe
a permis en 1998 d’atteindre la profondeur record de 3 623 m. Les premiers
3 310 m représentent une période de 400 ka, la plus longue jamais atteinte
alors par une carotte de glace. Au-delà de 3 310 m, comme au Groenland, des
anomalies d’écoulement du glacier ne permettent plus de reconstruire avec
fiabilité l’environnement passé. Et à 3 540 m de profondeur, ce n’est plus de
la glace de glacier que le forage Vostok remonte à la surface, mais de la glace
de regel du lac sous-glaciaire, lac débutant à 3 750 m de profondeur.
En 1996, un consortium de dix pays européens (le projet EPICA) entame
un forage profond au site antarctique de dôme C. Le carottier est perdu dans
le trou de forage en 1999 ; mais un nouveau forage est alors engagé depuis
la surface. Il est interrompu à seulement 5 m du socle rocheux en 2004, à
la profondeur de 3 270 m. Moins profond que Vostok, ce forage profite de
conditions d’écoulement plus favorables du glacier et fournit l’enregistrement
le plus long jamais obtenu dans une carotte de glace : 800 ka !
Également en 1996, les Japonais réussissaient à forer jusqu’à 2 503 m de
profondeur au site antarctique de dôme Fuji, accédant ainsi à 360 ka d’enregistrement. Ayant perdu le carottier à cette profondeur, ils ont réalisé un
second forage qui a atteint 3 035 m en 2007, tout proche du socle rocheux.
L’âge à cette profondeur serait proche de l’âge atteint par EPICA au dôme C.
On dispose donc maintenant d’un ensemble de forages de la calotte glaciaire
antarctique qui fournissent des enregistrements paléoclimatiques étroitement
corrélables et dont la fiabilité peut être contrôlée.
1.2.1.2 Les principes de l’enregistrement dans la glace
Les bulles d’air donnent accès à la composition de l’atmosphère
La glace des calottes polaires est bulleuse (Fig. 1.3). Cette propriété vient
du fait qu’en profondeur, la neige se densifie par frittage, la porosité diminue,
ce qui provoque la formation progressive de bulles et la transformation du
névé en glace. Ainsi une petite fraction (de l’ordre de 10 cc par 100 grammes
de glace) de l’air interstitiel du névé est piégée dans la glace. Le névé constitue
les premiers 50 à 120 m des calottes glaciaires. L’air circule quasi librement
au sein de ses couches superficielles, mais de plus en plus difficilement en profondeur, par diffusion moléculaire, au fur et à mesure que le névé se tasse. La
fermeture progressive des bulles et la diffusion des gaz atmosphériques dans le
névé conduisent à un lissage des variations de la composition de l’atmosphère.
Ainsi les carottes de glace donnent accès à ces variations à des échelles de
temps décennales à séculaires ; elles constituent les seules archives permettant de reconstituer précisément et directement la composition de l’air des
atmosphères passées.
Les difficultés analytiques, consistant en particulier à extraire le gaz des
bulles sans modifier sa composition (par exemple, la concentration massique
de CO 2 dans la glace est d’environ 50 ng par g, celle du CH 4 est de seulement
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1. Biogéochimie du système climatique...
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La poursuite du forage de Vostok par une équipe franco-américano-russe
a permis en 1998 d’atteindre la profondeur record de 3 623 m. Les premiers
3 310 m représentent une période de 400 ka, la plus longue jamais atteinte
alors par une carotte de glace. Au-delà de 3 310 m, comme au Groenland, des
anomalies d’écoulement du glacier ne permettent plus de reconstruire avec
fiabilité l’environnement passé. Et à 3 540 m de profondeur, ce n’est plus de
la glace de glacier que le forage Vostok remonte à la surface, mais de la glace
de regel du lac sous-glaciaire, lac débutant à 3 750 m de profondeur.
En 1996, un consortium de dix pays européens (le projet EPICA) entame
un forage profond au site antarctique de dôme C. Le carottier est perdu dans
le trou de forage en 1999 ; mais un nouveau forage est alors engagé depuis
la surface. Il est interrompu à seulement 5 m du socle rocheux en 2004, à
la profondeur de 3 270 m. Moins profond que Vostok, ce forage profite de
conditions d’écoulement plus favorables du glacier et fournit l’enregistrement
le plus long jamais obtenu dans une carotte de glace : 800 ka !
Également en 1996, les Japonais réussissaient à forer jusqu’à 2 503 m de
profondeur au site antarctique de dôme Fuji, accédant ainsi à 360 ka d’enregistrement. Ayant perdu le carottier à cette profondeur, ils ont réalisé un
second forage qui a atteint 3 035 m en 2007, tout proche du socle rocheux.
L’âge à cette profondeur serait proche de l’âge atteint par EPICA au dôme C.
On dispose donc maintenant d’un ensemble de forages de la calotte glaciaire
antarctique qui fournissent des enregistrements paléoclimatiques étroitement
corrélables et dont la fiabilité peut être contrôlée.
1.2.1.2 Les principes de l’enregistrement dans la glace
Les bulles d’air donnent accès à la composition de l’atmosphère
La glace des calottes polaires est bulleuse (Fig. 1.3). Cette propriété vient
du fait qu’en profondeur, la neige se densifie par frittage, la porosité diminue,
ce qui provoque la formation progressive de bulles et la transformation du
névé en glace. Ainsi une petite fraction (de l’ordre de 10 cc par 100 grammes
de glace) de l’air interstitiel du névé est piégée dans la glace. Le névé constitue
les premiers 50 à 120 m des calottes glaciaires. L’air circule quasi librement
au sein de ses couches superficielles, mais de plus en plus difficilement en profondeur, par diffusion moléculaire, au fur et à mesure que le névé se tasse. La
fermeture progressive des bulles et la diffusion des gaz atmosphériques dans le
névé conduisent à un lissage des variations de la composition de l’atmosphère.
Ainsi les carottes de glace donnent accès à ces variations à des échelles de
temps décennales à séculaires ; elles constituent les seules archives permettant de reconstituer précisément et directement la composition de l’air des
atmosphères passées.
Les difficultés analytiques, consistant en particulier à extraire le gaz des
bulles sans modifier sa composition (par exemple, la concentration massique
de CO 2 dans la glace est d’environ 50 ng par g, celle du CH 4 est de seulement