The chemical makeup of ice can tell us a lot about our climate’s past and the recent impact of global warming. A team of researchers on board the Akademik Treshnikov is taking as many ice samples as possible on the islands they visit and on the continent itself.
Lire dans la glace comme dans un livre d’histoire
La chimie de la glace peut en dire long sur le passé du climat, mais également sur son présent et les effets actuels du réchauffement. A bord de l’Akademik Treshnikov, une équipe de scientifiques tente d’en prélever des carottes sur un maximum de sites, sur les îles et sur le continent antarctique.
One research team on board the Akademik Treshnikov was really looking forward to reaching Bouvet Island. The team, led by Liz Thomas from the British Antarctic Survey*, is taking ice cores in some of the region’s least explored spots. During the second leg of the expedition, they were able to take a large number of samples on several islands and on the mainland. But things were a little more complicated at the beginning of leg 3.
The team was unable to visit several sites in South Georgia and on the South Sandwich Islands – they didn’t get the necessary helicopter authorizations, and the weather made it too dangerous to try to land the zodiacs. Bouvet Island, with its thick ice cover, was the team’s last chance to take samples in this part of the Southern Ocean. Finally, they could extract some 14 meters of ice of the cap…
Une des équipes scientifiques à bord de l’Akademik Treshnikov attendait l’île Bouvet de pied ferme. Il s’agit de celle de Liz Thomas, du British Antarctic Survey*, dont le projet est de prélever des carottes de glace dans les endroits les moins documentés de la région. De nombreux prélèvements ont pu être réalisés durant la deuxième étape de l’expédition, sur plusieurs îles ainsi que sur le continent lui-même. Les choses ont été en revanche plus compliquées, jusqu’à présent, sur cette troisième partie du voyage…
Il a fallu renoncer à la visite de plusieurs sites en Georgie du Sud et sur les îles Sandwich du Sud, les autorisations d’utiliser les hélicoptères n’ayant pas été obtenues et la météo n’étant pas toujours propice à un débarquement en zodiacs. Bouvet et son épaisse calotte glaciaire apparaissaient donc comme la dernière chance de pouvoir prospecter ce flan-là de l’océan Austral. Et de fait, les voilà heureux, car ils ont finalement pu retirer quelque 14 mètres de glace du sommet de l’île.
These ice samples are so important for two reasons. The first is that each of these cores, which can reach as far as 25 meters into the ice, is like a chapter in the planet’s history.
“The chemical traces held in the ice can provide us with valuable information on the climate’s past in this region,” said Thomas. The ice shows the passing of seasons, along with the temperature and volume of precipitation during each of them. At this point, it is unclear how far back in time they’ll be able to go – they’ll have to wait for the lab results to know that. “The ice cores may give us a look at the past 20 or 30 years,” said the researcher. “More importantly, this work will also give us insight into the structure of the ice and help us identify the types of sites where ice samples could take us further back into the past.”
Si les chercheurs donnent tant d’importance à ces morceaux de glace, c’est pour deux bonnes raisons. La première est que chacune de ces carottes, qui peut aller jusqu’à 25 mètres de profondeur, est un peu comme un grand livre d’histoire.
«Les résidus chimiques contenus dans la glace peuvent nous fournir de précieuses informations sur le climat d’autrefois dans la région», explique Liz Thomas. Les scientifiques pourront notamment déterminer la succession des saisons, la température et le volume des précipitations dans chacune d’elles. Impossible, à ce stade, de savoir jusqu’où exactement ils pourront remonter le temps. Pour cela, il faudra attendre les analyses de laboratoire. «Ces carottes nous donneront peut-être une vue sur 20 ou 30 ans, précise la chercheuse. Mais surtout, ces travaux nous permettront aussi de mieux comprendre la structure de la glace et donc d’identifier les types de sites qu’ils seraient utiles de carotter pour revenir plus loin dans le passé.»
Rising winds
The researchers will be looking for several different chemical compounds, including ions of marine and continental origin. A large amount of sulfate would point to volcanic activity, the date of which could be estimated based on historical records or observations. The researchers will be testing for other substances too, such as sea salt, soot and heavy metals.
They will also be on the lookout for a build-up of dust. That sort of information could provide them with important clues on wind patterns, which play a major role in the local climate. That leads us to the second reason for the study.
Des vents qui se renforcent
Les analyses vont porter sur différents éléments chimiques, y compris des ions d’origine marine et continentale. Un taux de sulfate élevé témoigne d’une activité volcanique, de laquelle on pourra retrouver la date en recoupant des données historiques ou différentes observations. La présence de nombreuses autres substances – comme le sel marin, les suies, les métaux lourds – seront encore sondées.
Les chercheurs prêteront également une attention particulière à l’accumulation de poussières. Car celle-ci pourrait leur fournir des indications importantes sur la circulation des vents, qui joue un rôle prépondérant sur le climat de l’Antarctique. C’est là la deuxième raison de cette étude.
“The westerly winds have gotten stronger with climate change,” said Thomas. “They channel more warm and humid air from the north towards the Antarctic Peninsula, which is no longer able to block it. This creates a Foehn effect, causing the ice on the other side to melt. That’s why large ice shelves, like Larsen B and C, have broken off.”
The researchers can learn more about the changing wind patterns from the amount of dust that has accumulated in the ice. The presence of diatoms is important too. Diatoms, a type of phytoplankton, are unicellular algae with silica in their cell walls. They are extremely light and can be carried several hundred kilometers by the wind. The volume of diatoms in the ice and where they come from will help the researchers pinpoint variations in the strength and direction of wind currents.
«Avec le changement climatique, le courant d’ouest s’est renforcé, explique Liz Thomas. Il draine davantage d’air en provenance du nord, donc plus chaud et humide, vers la péninsule antarctique, qui n’agit plus comme une barrière. Le vent passe désormais par-dessus, créant, de l’autre côté, un effet de foehn, qui contribue à la fonte des glaces. C’est ce qui explique que de gros morceaux de banquise, comme les Larsen B ou C, se détachent.»
La quantité de poussières accumulée pourra certainement en dire long sur ces modifications dans le régime des vents. Et aussi la présence, parmi elles, de diatomées. Extrêmement légers, ces végétaux unicellulaires, appartenant à la famille du phytoplancton et pourvus d’une enveloppe siliceuse, peuvent être transportés sur plusieurs centaines de kilomètres. Leur nombre et leur provenance serviront d’indices pour mieux mesurer ces changements de force et de direction des courants atmosphériques.
* With colleagues from the Climate Change Institute, UM, Centre for Ice and Climate, Copenhagen and University of Washington
* En collaboration avec le Climate Change Institute, UM, Centre for Ice and Climate, Copenhagen, et l’Université de Washington.
