Enjeux et projets nationaux autour des forages dans la glace

Chères et chers collègues,

Les chercheurs français étudiant les carottes de glace forées dans les glaciers polaires se réunissent annuellement au sein du Groupe Carottes de Glace - France (groupe CGF). Ils discutent des résultats récents et établissent une stratégie commune pour les prochaines opérations de forage, dans un contexte international cadré par L'International Partnerships in Ice Core Sciences (IGBP/PAGES/IPICS).

Au cours des dernières décennies et avec le soutien des EPF puis de l'IPEV, les chercheurs du groupe CGF ont contribué à de nombreuses études internationales reposant sur les forages profonds réalisés au Groenland (Camp Century, Dye 3, GRIP, GISP2, NorthGRIP, NEEM). Ils ont coordonné le premier forage EUROCORE à Summit, point culminant de la calotte du Groenland. Enfin, en collaboration surtout avec les Norvégiens, ils ont participé à plusieurs études de la glace au Spitzberg. Les résultats obtenus ont été particulièrement importants pour (1) caractériser la variabilité climatique rapide de l'Arctique au cours de la dernière glaciation (événements dits de Dansgaard/Oeschger) et déglaciation, (2) documenter à haute résolution temporelle l'évolution de certains gaz à effet de serre sur la même période et se servir de ces enregistrements pour étudier les relations de phase entre climat des deux pôles, (3) quantifier l'impact des activités humaines depuis la période pré-industrielle pour un grand nombre de polluants atmosphériques, (4) évaluer la dynamique de la calotte du Groenland aux échelles de temps glaciaire-interglaciaires.

Pour les prochaines années, plusieurs axes de travail sur l'étude de nouveaux forages dans la glace émergent, outre la poursuite des études sur les forages existants :

Période récente (derniers millénaires - pré-industriel - actuel) :

- traceurs des feux de biomasse et bilan des aérosols organiques : un projet est envisagé avec les Américains pour forer à gros diamètre une nouvelle carotte au site de Summit (Groenland). L'objectif étant d'accéder au signal intra-saisonnier sur quelques centaines d'années, en mettant l'accent sur le monoxyde de carbone et ses isotopes, et sur le carbone organique dissous (sa spéciation chimique et sa teneur en 14C).

- variabilité climatique récente et relations entre les régimes de temps (NAO etc) et l'archivage du signal dans la composition isotopique de la glace ; variabilité de la circulation atmosphérique à l'échelle saisonnière au cours des derniers millénaires, pour mieux comprendre la partie éventuellement forcée et la partie purement de variabilité interne de la variabilité du climat au Groenland. L'étude de la période allant du dernier optimum climatique (insolation en été) à nos jours en relation avec les émissions biogéniques de la forêt boréale et son impact sur le budget du DOC serait ici très novateur. Mise à jour des enregistrements issus des premiers forages, en couvrant la période de réchauffement des derniers 15 ans. Stacks de forages superficiels pour extraire le signal du bruit.

-Ré-évaluation du forçage radiatif d'origine volcanique en utilisant la signature indépendante de la masse dans les isotopes du soufre du sulfate dans la glace du Groenland pour distinguer les panaches troposphériques et stratosphériques.

Echelle de temps glaciaire-interglaciaire :

- contribution aux prochaines études du dernier interglaciaire au Groenland : au cours des prochaines années, les Danois piloteront très probablement une nouvelle opération de forage profond faisant suite à NEEM, visant à accéder à un enregistrement - non perturbé par l'écoulement - du dernier interglaciaire et de l'entrée en glaciation. Le groupe CGF contribuera essentiellement aux études des isotopes de l'eau, des gaz traces, des propriétés physique de la glace, des aérosols organiques (en relation avec la biosphère continentale et le retrait de la végétation en entrée de glaciation, des conditions dans l'Eémien, etc), mais aussi à la datation.

- la calotte du Groenland au dernier interglaciaire : une sonde innovante développée par l'INSU/C2FN - glaciologie est en cours de développement. Une application future de cette sonde concernera l'obtention rapide de profils de traceurs pertinents en fonction de la profondeur dans des portions-clé de la calotte du Groenland, visant à contraindre la topographie de la calotte et son évolution.

- contribution à des études de régionalisation du climat groenlandais : on s'intéressera particulièrement à la variabilité climatique régionale au sud du Groenland, lors des événements climatiques Dansgaard/Oeschger.

D'autres activités de recherche intéressant le groupe CGF concernent les échanges neige/névé - atmosphère et les observations en surface. Celles-ci pourront être déclinées plus en détail dans le forum par d'autres contributeurs. On listera déjà pour fixer les idées :

- la compréhension des événements météorologiques "extrêmes" comme celui de l'été 2012, et l'origine des précipitations sur la calotte en général. Cela nécessite un suivi par instrumentation laser de la composition isotopique de la vapeur d'eau entre les sources et les lieux de forage, et une modélisation associée (modèle LDMZiso, nudgé aux analyses atmosphériques).

- la compréhension des échanges entre névé et atmosphère. Mécanismes reliant le métamorphisme de la neige et l'enregistrement des signaux dans la glace.

L'ensemble de ces activités prendra place dans le cadre de collaborations internationales impliquant au premier chef nos collègues danois et américains.

Jérôme Chappellaz, pour le Groupe Carottes de Glace - France

(le Groupe Carottes de Glace - France, pour sa partie "polaire", regroupe actuellement environ 35 chercheurs et ingénieurs rattachés essentiellement au LGGE à Grenoble, au LSCE à Saclay, et au CEREGE à Aix en Provence)