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Le raid scientifique français Antarctique décrypté par un expert

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Des chercheurs français ont exploré des terres inconnues en Antarctique durant une difficile mission, achevée le 25 janvier dernier. De nombreux forages et prélèvements ont été réalisés. Le glaciologue Michel Fily, l'un des coordinateurs du projet, explique à Futura-Sciences pourquoi l'Antarctique est un site de choix pour étudier les climats du passé.

Ensemble du convoi du raid scientifique en Antarctique mené durant l’été austral 2011/2012. Le matériel a été acheminé par voie maritime jusqu’à la station française Dumont d’Urville (en Terre Adélie) au départ de l’Australie. Il a ensuite rejoint la base Concordia par voie terrestre (1.100 km). © Gregory Teste, LGGE

Des terres vierges de l'Antarctique viennent d'être explorées par des scientifiques français de l'Institut polaire français Paul-Émile Victor (Ipev) et du laboratoire de Glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE ; CNRS/Université Joseph Fourier, Grenoble). En 35 jours (du 20 décembre 2011 au 25 janvier 2012), ils ont parcouru 1.400 kilomètres en totale autonomie entre la station franco-italienne Concordia et la station russe Vostok, où les scientifiques s'apprêtent à percer la dernière épaisseur de glace qui sépare leur forage du mystérieux lac sous-glaciaire, à 3.750 mètres sous la surface, isolé du reste du monde depuis peut-être 20 millions d'années.

Plusieurs arrêts de 1 à 3 jours ont été effectués durant le trajet afin de récolter diverses données et des échantillons de glace. Un carottage de 110 mètres de profondeur a été réalisé au « point Barnola ».

Michel Fily, glaciologue au LGGE et coordinateur d'une partie du projet, présente à Futura-Sciences les trois missions principales de ce raid.

Objectif 1 : état des lieux

« Un premier objectif est d'essayer d'avoir un état des lieux des paramètres climatiques et environnementaux dans une zone inexplorée. Il s'agit de mesurer des paramètres actuels, puis de remonter un peu dans le temps dans le but  de comparer la période préindustrielle avec l'actuelle. L'objectif est donc d'étudier l'effet anthropique sur les glaces de l'Antarctique, s'il est effectivement observable, ce qui n'est pas sûr. »

Cette vidéo présente les moyens techniques utilisés durant l’expédition en Antarctique. Le charroi se composait de 4 tracteurs tirant chacun une série de conteneurs destinés, entre autres, au logement, au stockage des échantillons ou à la réalisation des expériences. L’un de ces éléments était destiné à fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement de tout le dispositif. © J. Chappellaz, LGGE (CNRS / UJF)/YouTube

Lors de chaque station de 1 à 3 jours, des carottages ont été réalisés jusqu'à une profondeur de 20 mètres. Les plus vieilles glaces échantillonnées devraient être âgées d'environ 300 ans. Des prélèvements ont également été effectués en surface et au fond de puits (profondeur de 3 mètres). Ils sont utilisés pour quantifier la densité, la conductivité thermique, la composition chimique et la structure de la neige. Un radar spécifique a caractérisé l'accumulation de la neige. À terme, tous les résultats obtenus pourraient être aussi utilisés pour mieux interpréter certaines données satellite.

Par ailleurs, les scientifiques ont analysé l'air pour déterminer les concentrations de mercure et d'ozone présentes dans l'atmosphère.

Enfin, une station météo a été mise en place le 27 septembre afin de suivre l'évolution des températures dans le temps. Elle est capable de prendre des mesures à la surface et jusqu'à une profondeur de 20 mètres.

Objectif 2 : un forage de 110 mètres de profondeur

Un forage plus profond a été fait entre le 17 et le 25 janvier au « point Barnola », atteignant une profondeur de 110 mètres. 

« Cette démarche permettra de bien comprendre comment la neige se transforme en glace et comment les gaz sont emprisonnés dans la glace. À terme, l'objectif est de mieux comprendre la relation entre les gaz à effet de serre et la température. »

Objectif 3 : rechercher un site favorable à l’extraction de « vieilles glaces »

« Le troisième objectif vise à rechercher un site intéressant pour un forage futur qui permettrait de remonter la glace la plus vieille (NDLR peut-être des glaces de plus d'1 million d'années). C'est un objectif de documentation qui fait partie d'un ensemble très vaste et international. Il est important sur du long terme. »

Il s'agit donc de trouver des sites permettant de remonter des glaces âgées avec les moyens techniques actuels. La correspondance entre la profondeur de carottage et l'âge des glaces n'est pas toujours directe. Michel Fily nous précise : « Ce qui est important, c'est surtout la quantité de neige qui tombe, moins il y en a et plus on a de chance de trouver de la glace très vieille en profondeur ». En effet, plus il neige en un lieu et plus les couches de glaces seront épaisses. Les couches anciennes seront donc localisées à de très grandes profondeurs.

Forage de surface avec Forposssum (un carottier fabriqué au LGGE et dédié au forage de surface et à la sonde Posssum) avec une carotte de neige au premier plan. © Gregory Teste / LGGE

À Concordia, un forage à 3.000 mètres a permis d'atteindre des glaces vieilles de 800.000 ans tandis qu'au Groenland, un forage identique a remonté des échantillons âgés de « seulement » 123.000 ans. Sachant qu'un forage peut durer plusieurs années (ils ne peuvent être exécutés que quelques mois durant l'année, en fonction des conditions climatiques), il est nécessaire de bien choisir le site dès le début et donc d'entreprendre la phase exploratoire menée par le raid scientifique.

D'autres paramètres interviennent également dans le choix des sites de forages, tels que l'épaisseur de la calotte ou la température du fond. 

Pourquoi l’Antarctique ?

De nombreuses études traitant du réchauffement climatique sont actuellement menées en Antarctique. Nous avons voulu savoir pourquoi, d'autant plus qu'il s'agit d'un continent rude et qu'y accéder demande une logistique conséquente. 

« L'Antarctique a vraiment deux caractéristiques très intéressantes. D'une part, c'est là-bas qu'on a la chance de récupérer les enregistrements climatiques les plus vieux. Donc si on veut comprendre le climat et remonter dans le passé, il faut à tout prix aller en Antarctique. D'autre part, la mesure du CO2, un gaz à effet de serre, ne peut être réalisée qu'en Antarctique et non au Groenland pour des raisons de chimie. Il n'y a donc qu'en Antarctique que l'on a à la fois des informations sur le gaz carbonique et le climat lors des forages. »

Les échantillons de glace doivent maintenant être rapatriés en France. Ils devraient arriver en mai. Ils rejoindront alors la carothèque de Grenoble où ils seront conservés dans des entrepôts à -20 °C. Leurs analyses, et le traitement des données, prendront de nombreux mois.

En attendant, une équipe du LGGE développe un nouvel outil capable de sonder et de définir l'âge de la glace jusqu'à une profondeur comprise entre 2.000 et 4.000 mètres en un temps record (peut-être en une saison d'étude, soit 2 à 4 mois). Cet engin pourrait faire gagner un temps considérable lors de la recherche des sites de forages profonds.

Nous ne manquerons pas de suivre avec attention la publication des résultats et l'évolution des projets devant se dérouler en Antarctique.

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