Les isotopes d’azote présents dans les carottes de glace témoignent de changements spectaculaires dans l’amincissement de la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental

Le comportement des calottes glaciaires lors de la perte de masse glaciaire n’est actuellement pas bien cerné et constitue un facteur limitant majeur pour établir des prévisions précises de leur comportement dans un climat en réchauffement. Les indicateurs issus des carottes de glace permettent de retracer l’histoire de la perte de masse glaciaire avec une résolution temporelle exceptionnelle et une précision chronologique inégalée. Une étude récente portant sur la teneur totale en air (TAC) et la composition chimique des carottes de glace prélevées sur le Skytrain Ice Rise a permis de mettre en évidence une baisse de 450 m de l’altitude de la calotte glaciaire sur ce site, situé dans le secteur de la mer de Weddell de la calotte glaciaire antarctique, il y a 8 000 ans, un événement qui s’est déroulé en l’espace de seulement 200 ans. Cet événement est considéré comme la conséquence d’un relâchement et d’une suppression de l’effet de butée sur la calotte glaciaire dans la région. Cependant, les données indirectes relatives à l’altitude de la glace (TAC) peuvent révéler des signaux inattendus, ce qui témoigne d’une compréhension imparfaite de la manière dont ces enregistrements de gaz sont capturés dans les carottes de glace lors de changements rapides des conditions de la calotte glaciaire. Ceci limite l’extension de telles études à d’autres sites. Nous utilisons ici des mesures d’isotopes d’azote dans des carottes de glace pour élucider l’évolution dynamique de la colonne de névé, où ces enregistrements gazeux sont progressivement piégés, lors de la perte rapide de masse glaciaire survenue il y a 8 000 ans. La divergence horizontale induite sur la remontée de la glace durant cet événement a considérablement aminci la colonne de névé, au point que cet amincissement dynamique est le facteur prédominant dans la capture des isotopes d’azote. En conséquence, le signal enregistré des isotopes d’azote s’oppose directement au signal prédit par les modèles actuels de névé qui ne prennent pas en compte cette dynamique glaciaire, ce qui suggère qu’il s’agit d’un facteur essentiel à intégrer dans les études de modélisation du névé sur les sites susceptibles de subir des variations rapides de la masse glaciaire. Nos résultats nous permettent de cerner avec précision les endroits où des signaux d’altitude fiables, non perturbés par l’évolution de la dynamique glaciaire, sont disponibles dans les carottes de glace. De plus, notre étude démontre que la combinaison du TAC et des isotopes d’azote peut constituer un outil puissant pour cerner la dynamique d’une calotte glaciaire sur un site donné, contribuant ainsi à affiner la physique des modèles de calottes glaciaires.

Figure : Schéma illustrant les changements physiques de la glace au niveau du Skytrain Ice Rise tout au long de la variation d’altitude sur 8 ka, ainsi que les effets sur les valeurs de δ¹⁵N représentées sous forme de profils à travers la colonne de névé correspondante pour chaque scénario d’épaisseur de glace. Lorsque la dynamique glaciaire est stable à 8,5 ka, le δ¹⁵N augmente le long de la colonne de névé, depuis la surface de la glace jusqu’à la profondeur de piégeage des bulles (LID), en raison du fractionnement gravitationnel. Lorsque l’épaisseur de la glace diminue et que les couches s’amincissent de manière dynamique en raison d’une divergence horizontale à 7,5 ka, le fractionnement gravitationnel à travers la colonne de névé amincie est moindre, ce qui se traduit par des valeurs plus faibles de δ¹⁵N capturées à la profondeur de confinement des bulles (LID). Les valeurs de δ¹⁵N présentées ici sont données à titre indicatif uniquement.

King, A. C. F., Bauska, T. K., Landais, A., Martín, C., and Wolff, E. W. ; Clim. Past, 22, 1291–1304, https://doi.org/10.5194/cp-22-1291-2026, 2026.