Thèmes de recherche

Les activités de l’équipe, créée en 2014, ont une forte cohérence sur l’étude des carottes de glace - relation entre composition atmosphérique et climats passés et présent.

Les recherches de l’équipe sont largement liées à ses projets structurants majeurs, tout d’abord le projet européen Beyond EPICA Oldest ice visant à obtenir une carotte de glace couvrant le dernier million et demi d’années et le projet international ICE MEMORY visant à documenter et sauvegarder des carottes de glaciers menacés par le réchauffement climatique pour la recherche des prochains siècles.

Axe 1 : variabilité climatique et forçages

Dans le contexte actuel de crise climatique, même si l’objectif de la COP21 à Paris de limiter le réchauffement global à 2°C est atteint, les composantes à long temps de réponse du système Terre comme l’océan, la cryosphère ou le cycle du carbone continueront d’évoluer pendant des siècles. Pour évaluer la capacité des modèles à prédire l’évolution future du climat, les paléoclimats du Quaternaire fournissent de précieuses configurations de test dans lesquelles la position des continents est stable.

L’axe 1 vise particulièrement à élucider le comportement des compartiments à réponse lente du système climatique (cycle du carbone, calottes de glace, océan). Cela représente un enjeu majeur pour la prévision du climat des prochains siècles et l’élaboration des stratégies d’adaptation efficaces.

Un axe majeur de nos recherches vise à documenter précisément et comprendre les séquences climatiques dans les phases de grands réchauffements et les périodes chaudes (MOPGA-HOTCLIM 2020-2025).

Ce projet préparera le projet européen Beyond EPICA Oldest ice. Le site sélectionné pour ce forage qui doit couvrir 1,5 million d’années est situé à 40 km de la station franco-italienne Concordia, ce qui implique une forte contribution française à la logistique (IPEV), et au forage (F2G). La transition du mi-pléistocène (entre 1,2 et 0 ,9 million d’années avant nos jours) a conduit à un fort changement de la cyclicité glaciaire-interglaciaire de 40 000 à 100 000 ans et une forte augmentation de l’amplitude des cycles. Il permettra d’évaluer deux grandes hypothèses, éventuellement combinées, qui sont avancées pour l’expliquer : un changement du forçage radiatif (gaz à effet de serre, aérosols) ou un changement lié à la dynamique des grandes calottes de glace de l’hémisphère Nord.

De manière complémentaire, notre participation au réseau éducatif européen DEEPICE dynamisera le positionnement de l’équipe sur les modèles glaciologiques de datation synchronisée des carottes de glace ainsi que de physique du névé et piégeage des gaz. Elle renforcera de plus nos liens avec la communauté de modélisation du climat et du cycle du carbone.

La variabilité spatiale des enregistrements glaciologiques sera documentée avec l’analyse des carottes du projet EAIIST. Pendant l’été austral 2019-2020, une vaste région du plateau Est Antarctique a été prospectée dont des zones de mégadunes et de surfaces vitrées. Des forages courts permettront d’étudier les processus d’archivage et la variabilité spatiale à fine échelle (de l’ordre de la dizaine de mètres) en zones d’accumulations très faibles, voire négatives. Il est en effet possible que les sites des forages profonds comme Beyond EPICA Oldest Ice aient connu des conditions similaires aux mégadunes durant les périodes glaciaires d’accumulation deux fois moindre.

Axe 2 : variabilité de la composition atmosphérique et anthropisation

L’axe 2 s’attache à la reconstruction des grands cycles biogéochimiques, avec un accent sur la contrainte des sources d’émission et la spatialisation par des approches multi-sites.

Le projet ICE MEMORY permet l’accès à des archives glaciaires spatialement distribuées sur des sites de montagne d’intérêt majeur (Col du Dôme au Mont Blanc, Illimani en Bolivie, Elbrouz au Caucase, Kilimandjaro en Tanzanie, Mera au Népal ...). Il produira une base de données des marqueurs géochimiques principaux, et soutient le développement analytique de traceurs spécifiques sur la plateforme analytique PANDA. Son volet recherche visera particulièrement à identifier les sources d’émission (feux de biomasse, volcanisme, activité minière, transport, industrie...) en élargissant le spectre de traceurs mesurés et leur traitement statistique source-récepteur.

L’exploitation conjointe des données des programmes EAIIST et CAPOXI constituera un élément fédérateur de cet axe. L’objectif est ici de comprendre l’atmosphère hautement oxydante du plateau Antarctique et le lien avec l’archivage de l’information dans la glace. Un élément central visera à évaluer l’impact des activités humaines autour de la station Concordia car plusieurs indicateurs convergent vers la présence d’une pollution significative. La collecte simultanée de paramètres similaires entre des terrains vierges parcourus par la caravane EAIIST et la station Concordia devrait permettre de mettre en exergue les disparités de comportement.

Développement d’instruments innovants

Les deux axes de recherche mettent en jeu d’importants développements instrumentaux de laboratoire, au sein de la plateforme analytique PANDA et de terrain comme les sondes SUBGLACIOR et SUBOCEAN.