Faire avancer la science…

Des analyses scientifiques exhaustives seront menées sur une carotte de glace référence avec les moyens technologiques et les connaissances disponibles aujourd’hui.

Les résultats seront partagés au sein d’une base de données la plus fine et exhaustive possible. En libre accès, cette base servira les recherches de la communauté scientifique actuelle, et constituera également un référentiel pour les scientifiques de demain.

Cette phase d’analyse sera réalisée par les scientifiques engagés dans Ice Memory, en collaboration, si possible, avec de jeunes chercheurs originaires des pays où ont été prélevées les carottes de glace afin de développer leurs compétences.

... Aujourd’hui et demain

Si les carottes permettent tout d’abord de construire un axe chronologique à l’archive climatique et environnementale qu’elles représentent, les scientifiques utilisent de nombreux traceurs à même de donner des informations sur l'état de l'environnement et du climat. Ils font le pari que leurs successeurs mettront au point des techniques et process inédits pour faire parler la glace et mettre en évidence de nouvelles données.

Enregistrement de l'environnement

En se déposant à la surface d'un glacier, les couches de neige enregistrent une multitude d'informations sur l'état de notre environnement. Constituées presque entièrement de molécules d'eau, ces couches de neige contiennent aussi des impuretés, qui représentent parfois seulement quelques millionièmes de milliardièmes de la masse de neige déposée.

Ces impuretés peuvent être solides, comme les poussières émises par les sols ou les déserts. Ainsi dans les glaciers des Alpes, on retrouve des couches enrichies en poussières provenant d'épisodes intenses de vents de sable sur le désert du Sahara. Ces poussières ont traversé la mer Méditerranée et se sont déposées pour partie à la surface des glaciers. Les couches successives de neige fraîche emportent ensuite ces couches de poussières vers les profondeurs glacées. Parmi ces particules solides, on peut aussi retrouver celles émises par des activités humaines, telles des particules de métaux lourds (plomb, zinc, cuivre, platine, rhodium, palladium,...).

Ces impuretés peuvent aussi être liquides. On appelle les "aérosols" : de minuscules gouttelettes comprenant par exemple des acides : acide sulfurique provenant de la combustion du charbon, acide nitrique provenant des émissions par les sols agricoles ou de la transformation d'oxydes d'azote émis par les véhicules ou les sources de chauffage, acide fluorhydrique émis par certaines activités industrielles, acides organiques résultant d'émissions naturelles de composés organiques par la végétation, par le brûlage de cette même végétation, ou bien par les combustions d'énergie fossile.

Des polluants radioactifs peuvent aussi laisser leur trace dans les neiges d'altitude. Dissous dans les flocons de neige ou fixés sur de minuscules particules d'argiles transportées par les vents, ces polluants s'observent par une émission diffuse de radioactivité de type beta ou gamma. D'autres éléments radioactifs d'origine naturelle peuvent aussi être mesurés dans la glace. C'est le cas par exemple du béryllium-10, un élément extrêmement rare puisqu'on en compte seulement environ 10.000 atomes par gramme de glace. Il est formé dans la haute atmosphère par l'action du vent solaire sur les molécules d'azote. Sa présence en quantité plus ou moins grande nous renseigne sur la quantité de neige tombée au cours du temps, mais aussi sur l'évolution de l'activité solaire ou de l'intensité du champ magnétique terrestre.

Enregistrement du climat

L'oxygène et l'hydrogène des molécules d'eau de la neige peuvent présenter des formes différentes appelées "isotopes". Certains sont plus lourds que d'autres. En mesurant précisément les proportions des isotopes lourds et des isotopes légers des molécules d'eau, on peut remonter aux conditions de température ou à la quantité de précipitation au moment du dépôt de neige.

Lorsque la neige s'enfonce dans les profondeurs du glacier, elle se densifie sous l'effet du poids des couches successives. En se densifiant, la porosité présente entre les grains de neige se referme petit à petit, emprisonnant un échantillon de l'air atmosphérique. Dans cette fraction gazeuse des couches de glace, on peut mesurer la concentration de gaz à l'état de traces. C'est le cas par exemple des gaz à effet de serre : dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d'azote, chlorofluorocarbures,...

Découvertes à venir

La science des carottes de glace est une science jeune. Née au début des années 60, les découvertes qui en sont issues (comme le lien étroit entre l'évolution naturelle du climat et la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère) ont été rendues possibles par les progrès technologiques. Grâce à eux, des éléments chimiques impossibles à mesurer sont alors devenus accessibles grâce à de nouveaux instruments de mesure. Le progrès des connaissances a aussi conduit les chercheurs à étudier des signaux présents dans la glace, terrain de recherche qu’ils n’avaient pas investi jusqu’à alors.

Le livre des glaces possède un alphabet extrêmement riche, dont nous continuons à découvrir les lettres. Personne ne peut aujourd'hui affirmer avec exactitude quelles seront les découvertes futures à partir des archives glaciaires. Quelques pistes peuvent néanmoins être esquissées. L'une d'elles concerne la biologie. Si les couches de neige renferment des particules solides lors de leur dépôt, elles contiennent aussi du matériel vivant : bactéries et virus fixés sur des aérosols et des particules, et transportés par les vents. Une fois déposé, ce matériel vivant est comme figé dans la glace. Ainsi, avec le développement des techniques d'analyse, on peut imaginer qu'un jour les chercheurs seront en mesure d'étudier l'évolution au cours du temps du génome constituant telle bactérie ou tel virus. Et apprendre ainsi sur les mécanismes conduisant aux mutations observées. Peut-être alors que la science des carottes de glace servira la cause de la recherche médicale.