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L'analyse des glaces obtenues par carottagecarottage - dans les calottes polairescalottes polaires (en AntarctiqueAntarctique et au Groenland) ainsi que dans les glaciersglaciers - est une discipline scientifique récente. Elle s'est révélée déterminante pour la compréhension du climatclimat de la Terre et celle de son évolution sous l'influence des facteurs naturels et anthropiques.
Les calottes de glace, qui forment nos grandes réserves d'eau douceeau douce, constituent des archives uniques de l'environnement passé. Dans les régions les plus froides, les neiges, préservées et accumulées parfois depuis des centaines de milliers d'années, conservent la mémoire des conditions climatiques de leur époque.
Pour comprendre les mécanismes climatiques (comme le lien entre climat et cycle du carbonecycle du carbone) à l'aide des glaces, il faut comparer les mesures provenant de différents sites. On distingue alors mieux les effets locaux dus à la température et aux précipitationsprécipitations. On met en évidence la composante régionale qui raconte d'où sont venues les neiges et de quoi était faite l'atmosphèreatmosphère. On identifie les impacts hémisphériques ou planétaires des éruptions volcaniqueséruptions volcaniques, de l'activité solaire ou de l'émission anthropique des gaz à effet de serre.
Antarctique, Groenland : des forages de plus de trois kilomètres !
Pour obtenir ces précieuses informations, on commence par effectuer des carottages dans les calottes de glace polaire et dans les glaciers, tropicaux et tempérés, de très haute altitude. Un système de forage extrait des morceaux de glace de près de deux mètres de longueur sur une dizaine de centimètres de diamètre. L'analyse des échantillons de glace se situe donc largement en aval d'opérations logistiques et techniques délicates, mobilisant des équipes de plusieurs dizaines de personnes sur le terrain (repérages, transport du matériel et des Hommes, installation du camp, carottage, transfert d'échantillons gelés depuis les sites de carottage jusqu'aux laboratoires), qui ont commencé dans les années 1960. Ces opérations lourdes et coûteuses expliquent pourquoi très peu de forages glaciaires ont été menés à bien à ce jour, en comparaison des forages en milieux océanique ou continental (lacs, tourbièrestourbières).
Au centre de l'Antarctique et du Groenland, les forages durent plusieurs années mais atteignent des profondeurs de plus de trois kilomètres. En revanche, une campagne de carottage est réduite à quelques jours pour les glaciers de haute altitude, dont les épaisseurs ne dépassent pas 100 à 200 mètres.
Après le forage, les cylindres de glace sont découpés sur le site « tranchée scientifique ». Une première série de mesures, non destructives, sert à déterminer la stratigraphie de la glace. Ainsi, la conductivité électrique d'une carottecarotte indique la concentration de poussières continentales et d'acides. Elle traduit l'aridité continentale, qui favorise le soulèvement de poussières, et l'intensité du transport atmosphérique, deux facteurs généralement plus importants en période froide.
La carotte est ensuite échantillonnée pour les différents types de mesures. En général, la moitié de la carotte est conservée comme archive en cas de nouveaux développements analytiques. L'ensemble des carottes est ensuite transporté en respectant la chaîne du froid (moins de -15 °C), puis stocké dans des chambres froides (-25 °C) à proximité des laboratoires d'analyse.
