Afin de prélever un échantillon de glace - formée par compression de couches de neiges successives année après année dans les glaciers - les glaciologues réalisent des forages aussi appelés carottages.
Ils consistent en une découpe verticale réalisée à l’aide d’un carottier, un tube en acier en forme de vis, dont l’extrémité est équipée de lames coupantes. Le tube d’une longueur d’un mètre cinquante environ tourne et s’enfonce dans la glace.
Carottage Bolivie
Carottier
Lorsqu’il est totalement enfoncé – et donc rempli de glace – les glaciologues le remontent et récupèrent un cylindre de glace d’environ un mètre et d’un diamètre d’environ 10 centimètres, la carotte. Celle-ci est alors protégée dans une housse, après avoir été mesurée, numérotée et qualifiée (haut / bas, lieu, profondeur de prélèvement), puis soigneusement stockée dans des boites isothermes jusqu’à son transport par conteneur frigorifique.

La chaîne de froid à mettre en place du lieu de forage jusqu’au stockage, est particulièrement sensible et représente un élément crucial dans une opération de carottage.

Une carotte de glace

Depuis plus de cinquante ans, les scientifiques réalisent des carottages pour leurs propres recherches. Dans le cadre d’Ice Memory, quatre opérations ont été menées afin de collecter des carottes patrimoines qui seront stockées en Antarctique.

Kilimandjaro / Tanzanie

Kilmandjaro
Sur le continent africain, les glaciers emblématiques du Kilimandjaro sont les seuls à offrir encore une glace de qualité, indispensable aux études paléoclimatiques et environnementales qui permettent d’identifier et comprendre les événements climatiques passés pour mieux anticiper les changements à venir et leurs impacts. Or depuis plus d’un siècle, les glaciers du Kilimandjaro reculent, et 85 % de la couverture de glace a disparu depuis les premières observations en 1912 [Cullen et al., 2013]. C'est pourquoi les glaciologues ont inscrit en priorité le Kilimandjaro sur la feuille de route d'Ice Memory. La mission prévue en janvier 2020 a été annulée mais reste une opération prioritaire que la communauté scientifique souhaiterait réaliser dans les meilleurs délais. 

Juin 2018 : Elbrouz (Caucase) / Russie

Elbrouz
Équipe : Vladimir Mikhalenko, Stanislav Kutuzov (coordinateurs - Institute of Geography, Moscow), Ivan Lavrentiev (Institute of Geography, Moscow), Andrey Smirnov, Pavel Toropov (Lomonosov Moscow State University), Nelly Elagina (Institute of Geography, Moscow), Anna Kozachek (Arctic and Antarctic Research institute, St. Petersburg), Sarah Del Ben (Wildtouch film director, France).

Glacier : l’Elbrouz, le plus grand massif volcanique européen recouvert de glace (5 642 m), est situé dans les montagnes du Caucase dans le sud de la Russie. Avec une zone totalement glacée d’environ 115 km2, le système glaciaire de l’Elbrouz contient plus de 10 % du volume total de glace du Grand Caucase. Les rivières Baksan, Kuban et Malka ruissellent depuis le glacier de l’Elbrouz et irriguent les terres agricoles et les plaines du Nord du Caucase.

Du fait de son altitude supérieure à 5 000 m par rapport au niveau de la mer, la glace ne s’altère pas pour le moment. L’Elbrouz est l’un des seuls glaciers en Europe où les informations climatiques contenues dans la glace sont intactes. Les résultats de la première expédition de forage (2009) ont montré que les carottes de glace provenant de l’Elbrouz pouvaient fournir des informations uniques sur plusieurs aspects clés des changements environnementaux, de la pollution de l’air et de l’activité volcanique.

L’enregistrement continu dans une carotte de glace de l’Elbrouz pourrait couvrir une période de 500 ans. La diminution de la taille du glacier s’est fortement accrue dans les dernières décennies. C’est pourquoi il est urgent de sauvegarder cette archive environnementale précieuse.

Résultats : deux carottes de glace ont été extraites, l’une de 150 m, l’autre de 120 m. Les conditions météo extrêmement difficiles et inhabituelles pour cette saison n’ont pas permis, en plus de cinq semaines, d’extraire une carotte de 250 m, c’est-à-dire jusqu’au socle rocheux. Les premières analyses seront conduites à l’Institut de géographie (Académie des Sciences de Moscou).

Communiqués de presse annonce mission

Mai 2018 - Belukha / Russie

Belukha face nord
Équipe : Margit Schwikowski (coordinatrice), Theo Jenk, Reto Schild, Michael Sigl, Julika Stampfli (Paul Scherrer Institute), Martina Barandun (University of Fribourg), Sergei Kopytin, Andrei Obukhov (Rescue Service of the Altai Republic). Basecamp: Tatyana Papina, Stella Eyrikh (Institute for Water and Environmental Problems,SBRAS, Barnaul).

Ce forage est un projet commun de l’Institute for Water and Environmental Problems, l’antenne de l’Académie des Sciences Russe en Sibérie (IWEP-RAS, Barnaul), et de l’Institut Paul Scherrer (PSI, Villigen, Suisse), et est soutenu financièrement par le Fonds national Suisse de la recherche scientifique et l’Institut polaire Suisse.

Glacier : le Belukha est situé sur une cuvette entre les deux sommets du Belukha, la plus haute montagne de l’Altaï (culminant à 4 506 mètres au-dessus du niveau de la mer). La chaîne de montagne de l’Altaï est une région isolée du nord-ouest de l’Asie centrale, à la frontière entre le Kazakhstan, le sud-ouest de la Sibérie, le nord-ouest de la Chine et la Mongolie. Cette région présente un intérêt particulier pour la recherche paléoclimatique, par le caractère fortement continental de son climat et sa position à la limite entre les forêts sibériennes et les régions arides de l’Asie centrale.

Des carottes de glace ont déjà été prélevées sur le glacier Belukha en 2001 et 2003, montrant qu’il s’agit sûrement du site le plus approprié pour l’étude des carottes de glace dans la région. Bien que la température de la glace était en-dessous de moins 14°C, des couches de regel ont été observées dans la partie haute du glacier, liées à une forte augmentation des températures estivales. Il y a donc urgence à collecter de nouvelles carottes de glace.

Résultats : deux carottes de glace ont été extraites : une carotte de 160 m jusqu’au socle rocheux et une carotte de 106 m pour laquelle le forage a dû être interrompu à cause d’une crevasse. Cette dernière carotte sera la carotte patrimoine.

Une carotte sera analysée (étude des isotopes stables, des principaux ions, des éléments chimiques à l’état de traces, de la suie et des traceurs organiques) afin de contribuer à la base de données de référence. La deuxième carotte rejoindra les carothèques internationales d'Ice Memory.

Communiqués de presse annonce mission

2017 - Illimani / Bolivie

Camp de base Illimani
Équipe internationale (France, Bolivie, Russie, Brésil) constituée de 14 scientifiques : Patrick Ginot (responsable de l’expédition, IRD, France), Romain Biron (IRD, France), Pierre Vincent (IRD, France), Thomas Condom (IRD, France), Bruno Jourdain (UGA, France), Christian Vincent (CNRS, France), Nicolas Caillon (CNRS, France), Luc Piard (CNRS, France), Xavier Faïn (CNRS, France), Joël Savarino (CNRS, France), Vladimir Mikhalenko (Institut de géographie, Russie), Stanislav Kutuzov (Institut de géographie, Russie), Filipe Gaudie Ley Lindau (Université fédérale du Rio Grande Do Sul, Brésil), Alvaro Soruco (Université Mayor San Andres de La Paz, Bolivie), Sarah Del Ben (réalisatrice Wildtouch).

Glacier : culminant à plus de 6 400 mètres d’altitude, le glacier de l’Illimani se situe juste au-dessus de la capitale bolivienne, La Paz, à la frontière entre le bassin humide amazonien et le plateau aride boli­vien. Ce site enregistre une multitude d’informations de sources différentes : évolution des précipitations, feux de végétation (côté amazonien), émissions de polluants d’origine humaine, pollution urbaine (côté « Altiplano »). Avec 140 mètres de profondeur et un écoulement réduit du glacier, le site préserve jusqu’à 18 000 ans d’archives clima­tiques et environnementales. Son étude permet ainsi de reconstituer le passé de cet environnement, de la dernière glaciation à nos jours. (communiqué de presse)

Résultats : deux carottes de 134 m et 137 m ont été collectées, le forage de la troisième carotte initialement prévu n’a pas pu être tenté, faute de temps et afin de garantir la sécurité des équipes. (communiqué de presse)

Les carottes ont été rapatriées par bateau en août 2017 depuis le Chili et transportées à Grenoble pour être temporairement stockés à l'Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE). Les analyses de la carotte référence seront réalisées à l’IGE à l’automne 2019 et la carotte patrimoine transportée à Concordia en 2022-2023.
 

2016 - Col du Dôme / France

Boites de carottes
Équipe internationale d’une dizaine de glaciologues et ingénieurs - français, italiens, russe et américains - coordonnée par Patrick Ginot, ingénieur IRD au sein du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE) de l’Université Grenoble Alpes et du CNRS et Jérôme Chappellaz, directeur de recherche CNRS dans ce même laboratoire.

Glacier : Col du Dôme à 4300 m d’altitude au pied du Mont Blanc.

Résultats : pour cette première opération Ice Memory, trois carottes de glace de 128 m chacune ont été prélevées en vue d’effectuer les mesures glaciologiques associées (topographie, température…). L’ensemble des échantillons de glace a été transporté à Grenoble où il est stocké temporairement jusqu’à l’analyse de la carotte de référence en 2019 et l’expédition de deux carottes patrimoine en Antarctique à partir de 2022- 2023.