Quand le Groenland était vert :Un sol ancien sous un kilomètre de glace offre des avertissements pour l'avenir

Il y a environ 400 000 ans, une grande partie du Groenland était libre de glace.La toundra broussailleuse se prélassait sous les rayons du soleil sur les hautes terres du nord-ouest de l’île.Les preuves suggèrent qu'un forêt d'épicéas des arbres, bourdonnants d'insectes, couvraient la partie sud du Groenland.Le niveau mondial de la mer était alors beaucoup plus élevé, entre 20 et 40 pieds. au-dessus des niveaux d’aujourd’hui.Partout dans le monde, les terres qui abritent aujourd’hui des centaines de millions de personnes étaient sous l’eau.

Les scientifiques savent depuis un certain temps que la calotte glaciaire du Groenland a pratiquement disparu à un moment donné au cours de l'année. millions d'années passées, mais pas précisément quand.

Dans une nouvelle étude dans le revueScience, nous avons déterminé la date, en utilisant du sol gelé extrait pendant la guerre froide sous une section de près d’un kilomètre d’épaisseur de la calotte glaciaire du Groenland.

Le moment choisi – il y a environ 416 000 ans, avec des conditions largement libres de glace durant jusqu’à 14 000 ans – est important.A cette époque, la Terre et ses les premiers humains traversons l’une des périodes interglaciaires les plus longues depuis que les calottes glaciaires ont recouvert les hautes latitudes il y a 2,5 millions d’années.

La durée, l’ampleur et les effets de ce réchauffement naturel peuvent nous aider à comprendre la Terre que les humains modernes sont en train de créer pour l’avenir.

Un monde préservé sous la glace

En juillet 1966, des scientifiques américains et américainsLes ingénieurs de l'armée ont accompli un effort de six ans pour percer la calotte glaciaire du Groenland.Le forage a eu lieu à Camp Siècle, l’une des bases militaires les plus insolites – c’était à propulsion nucléaire et constitué d'une série de tunnels creusés dans la calotte glaciaire du Groenland.

Le site de forage au nord-ouest du Groenland se trouvait à 138 milles de la côte et reposait sur par 4 560 pieds de glace.Une fois qu’ils ont atteint le fond de la glace, l’équipe a continué à forer 12 pieds supplémentaires dans le sol rocheux et gelé en contrebas.

En 1969, l’analyse de la carotte de glace de Camp Century par le géophysicien Willi Dansgaard a révélé pour la première fois les détails de l’évolution du climat de la Terre. changé radicalement au cours des 125 000 dernières années.Les périodes glaciaires froides prolongées, au cours desquelles la glace s'est rapidement dilatée, ont rapidement cédé la place à des périodes interglaciaires chaudes, au cours desquelles la glace a fondu et le niveau de la mer a augmenté, inondant les zones côtières du monde entier.

Pendant près de 30 ans, les scientifiques n’ont prêté que peu d’attention aux 12 pieds de sol gelé du Camp Century.Une étude analysé les cailloux pour comprendre le substrat rocheux sous la calotte glaciaire.Un autre a suggéré, curieusement, que le sol gelé preuves préservées d'une époque plus chaude qu'aujourd'hui.Mais sans aucun moyen de dater le matériel, peu de gens ont prêté attention à ces études.Dans les années 1990, le noyau gelé du sol avait disparu.

Il y a plusieurs années, nos collègues danois ont retrouvé la terre perdue enfouie profondément dans un congélateur de Copenhague et nous avons formé un équipe internationale pour analyser ces archives climatiques gelées uniques.

Dans l'échantillon le plus haut, nous avons trouvé des plantes fossiles – une preuve positive que les terres situées bien en dessous de Camp Century avaient été libres de glace dans le passé – mais quand ?

Rencontre de roches anciennes, de brindilles et de terre

En utilisant des échantillons prélevés au centre de la carotte de sédiments et préparés et analysés dans l'obscurité afin que le matériau conserve un souvenir précis de sa dernière exposition au soleil, nous savons maintenant que la calotte glaciaire recouvrant le nord-ouest du Groenland – près d'un mile d'épaisseur aujourd'hui – disparu pendant la période chaude naturelle prolongée connu des climatologues sous le nom de SIG 11, il y a entre 424 000 et 374 000 ans.

Pour déterminer plus précisément quand la calotte glaciaire a fondu, l'un de nous, Tammy Rittenour, a utilisé une technique connue sous le nom de datation par luminescence.

Au fil du temps, les minéraux accumulent de l’énergie à mesure que les éléments radioactifs comme l’uranium, le thorium et le potassium se désintègrent et libèrent des radiations.Plus les sédiments sont enfouis longtemps, plus les radiations s’accumulent sous forme d’électrons piégés.

En laboratoire, des instruments spécialisés mesurent de minuscules morceaux d’énergie libérés sous forme de lumière par ces minéraux.Ce signal peut être utilisé pour calculer la durée pendant laquelle les grains ont été enterrés, puisque la dernière exposition au soleil aurait libéré l'énergie piégée.

Le laboratoire de Paul Bierman à l’Université du Vermont a daté la dernière fois que l’échantillon s’est approché de la surface d’une manière différente, en utilisant des isotopes radioactifs rares d’aluminium et de béryllium.

Ces isotopes se forment lorsque des rayons cosmiques, provenant de loin de notre système solaire, frappent les roches de la Terre.Chaque isotope a une demi-vie différente, ce qui signifie qu'il se désintègre à un rythme différent lorsqu'il est enfoui.

En mesurant les deux isotopes dans le même échantillon, le géologue glaciaire A dessiné le Christ a pu déterminer que la fonte des glaces avait exposé les sédiments à la surface du sol pendant moins de 14 000 ans.

Modèles de calotte glaciaire gérés par Benjamin Keisling, intégrant désormais nos nouvelles connaissances selon lesquelles Camp Century était libre de glace il y a 416 000 ans, montrent que la calotte glaciaire du Groenland a dû alors rétrécir considérablement.

Au minimum, la lisière de la glace a reculé de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de kilomètres autour d'une grande partie de l'île au cours de cette période.L’eau issue de la fonte des glaces a fait monter le niveau de la mer d’au moins 1,50 mètre, et peut-être jusqu’à 20 pieds, par rapport à aujourd’hui.

Avertissements pour l'avenir

L’ancien sol gelé sous la calotte glaciaire du Groenland laisse présager des problèmes à venir.

Durant l’interglaciaire MIS 11, la Terre était chaude et les calottes glaciaires étaient limitées aux hautes latitudes, un peu comme aujourd’hui. Niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère est restée entre 265 et 280 parties par million pendant environ 30 000 ans.MIS 11 a duré plus longtemps que la plupart des interglaciaires en raison de l’impact de la forme de l’orbite terrestre autour du soleil sur le rayonnement solaire atteignant l’Arctique.Au cours de ces 30 millénaires, ce niveau de dioxyde de carbone a provoqué un réchauffement suffisant pour faire fondre une grande partie de la glace du Groenland.

Aujourd’hui, notre atmosphère contient 1,5 fois plus de dioxyde de carbone qu’au MIS 11, soit environ 420 parties par million, une concentration qui augmente chaque année.Le dioxyde de carbone emprisonne la chaleur, réchauffant ainsi la planète.Une trop grande quantité d’hydrocarbures dans l’atmosphère fait augmenter la température mondiale, comme le monde le constate actuellement.

Au cours de la dernière décennie, alors que les émissions de gaz à effet de serre continuaient d’augmenter, l’humanité a connu les huit années les plus chaudes jamais enregistrées.Juillet 2023 a vu le semaine la plus chaude jamais enregistrée, sur la base de données préliminaires.Une telle chaleur fait fondre les calottes glaciaires, et la perte de glace réchauffe encore davantage la planète alors que la roche sombre absorbe la lumière du soleil que la glace et la neige d'un blanc éclatant reflétaient autrefois.

Même si tout le monde arrêtait de brûler des combustibles fossiles demain, les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère resteraient élevés. rester élevé pendant des milliers, voire des dizaines de milliers d'années.En effet, il faut beaucoup de temps pour que le dioxyde de carbone pénètre dans les sols, les plantes, les océans et les roches.Nous créons des conditions propices à une très longue période de chaleur, à l’image du MIS 11.

À moins que les gens ne réduisent considérablement la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, les preuves que nous avons trouvées sur le passé du Groenland suggèrent un avenir largement libre de glace pour l’île.

Tout ce que nous pouvons faire pour réduire les émissions de carbone et séquestrer le carbone qui est déjà dans l’atmosphère augmentera les chances de survie d’une plus grande partie de la glace du Groenland.

L’alternative est un monde qui pourrait ressembler beaucoup à MIS 11 – ou même plus extrême :une Terre chaude, une diminution des calottes glaciaires, une élévation du niveau de la mer et des vagues déferlant sur Miami, Mumbai, en Inde et Venise, en Italie.