Alors que nous focalisions notre microscope sur l’échantillon de sol pour la première fois, des morceaux de matière organique sont apparus : une minuscule graine de pavot, l’œil composé d’un insecte, des brindilles de saule cassées et des spores de mousse à épi. Des sphères de couleur sombre produites par des champignons du sol dominaient notre vue.
C’étaient sans aucun doute les vestiges d’un écosystème de toundra arctique– et la preuve que la totalité de la calotte glaciaire du Groenland a disparu plus récemment qu’on ne le pense.
Ces minuscules traces de vie passée proviennent d’un endroit des plus improbables : une poignée de terre enfouie sous 3 kilomètres de glace sous le sommet de la calotte glaciaire du Groenland. Les projections de la fonte future de la calotte glaciaire sont sans ambiguïté : lorsque la glace aura disparu au sommet, au moins 90% des glaces du Groenland auront fondu.
(Crédit : modifié à partir de Schaefer et al., 2016, Nature) Les résultats d’un modèle de calotte glaciaire montrent quelle quantité de la calotte glaciaire du Groenland survit lorsque la glace a disparu des sites de carottage de glace de Camp Century (point blanc), GISP2 (point rouge) et DYE-3 (point noir).
En 1993, les foreurs du sommet ont achevé le carottage de glace du Greenland Ice Sheet Project 2, ou GISP2, surnommé le machine à remonter le temps de deux millesLes graines, les brindilles et les spores que nous avons trouvées provenaient de quelques centimètres de sol au fond de ce noyau – un sol qui avait été rangé au sec, intact pendant trois décennies dans une pièce sans fenêtre. Installation de stockage du Colorado.
Notre nouvelle analyse s’appuie sur les travaux d’autres personnes qui, au cours de la dernière décennie, ont ébranlé la croyance La calotte glaciaire du Groenland était présente en permanence depuis au moins 2,6 millions d’années, lorsque les périodes glaciaires du Pléistocène ont commencé. En 2016, des scientifiques mesurant des isotopes rares dans la roche au-dessus et en dessous de l’échantillon de sol GISP2 ont utilisé des modèles pour suggérer que la glace avait disparu au moins une fois au cours des 1,1 derniers millions d’années.
Aujourd’hui, en trouvant des vestiges de toundra bien préservés, nous avons confirmé que la calotte glaciaire du Groenland avait effectivement fondu auparavant et exposé la terre sous le sommet suffisamment longtemps. pour que le sol se forme et que la toundra puisse y pousser. Cela nous indique que la calotte glaciaire est fragile et pourrait fondre à nouveau.
Le camp de forage sur glace GISP2 au sommet de la calotte glaciaire du Groenland affiche aujourd’hui une température moyenne de moins 22 degrés Celsius. (Crédit : Christine Massey, CC BY)
Les restes de plantes congelées suggèrent que le centre du Groenland ressemblait probablement autrefois à cette toundra rocheuse sèche, photographiée dans le nord-ouest du Groenland. (Crédit : Paul Bierman/Université du Vermont, CC BY-ND)
Un paysage avec des coquelicots et des mousses arctiques
À l’œil nu, ces minuscules fragments de vie passée ne sont pas remarquables : ce sont de simples taches sombres flottant entre des grains de limon et de sable brillants. Mais, au microscope, l’histoire qu’ils racontent est stupéfiante. Ensemble, les graines, les mégaspores et les parties d’insectes dressent le portrait d’un environnement froid, sec et rocheux qui existait au cours du dernier million d’années.
Au-dessus du sol, des pavots arctiques poussaient entre les rochers. Au sommet de chaque tige de cette petite herbe tenace, une fleur en forme de coupe suivait le soleil dans le ciel pour profiter au maximum de la lumière de chaque jour.
La graine que nous avons trouvée dans le sol gelé récupéré à moins de 3 km de glace, à droite, provient d’un pavot arctique, à gauche. Arterra/Universal Images Group via Getty Images (à gauche), (Crédit : Halley Mastro/Université du Vermont (à droite))
De minuscules insectes bourdonnaient au-dessus de tapis de minuscules mousses rocheuses, rampant sur la surface graveleuse et portant des spores en été.
(Crédit : JF Clovis/Avec l’aimable autorisation de la Smithsonian Institution (à gauche), Halley Mastro/Université du Vermont (à droite)) Mousse de roche moderne (à gauche) et mégaspores de mousse de roche (sphères beiges, à droite) provenant de l’échantillon de sol GISP2.
Dans le sol rocailleux se trouvaient des sphères sombres appelées sclérotes, produites par des champignons qui s’associent aux racines des plantes dans le sol pour les aider à obtenir les nutriments dont elles ont besoin. À proximité, des arbustes de saules adaptés à la vie dans la rude toundra grâce à leur petite taille et aux poils duveteux qui recouvrent leurs tiges.
Trois fragments de bois, vus au microscope électronique à haute puissance, à droite, étaient des saules arctiques – non pas des grands arbres mais plutôt les restes d’arbustes hauts jusqu’aux chevilles, à gauche, qui caractérisent la toundra du Groenland aujourd’hui. (Crédit : Peter Prokosch ; (à gauche), Barry Rock/Université du New Hampshire (à droite))
Chacun de ces êtres vivants a laissé des indices dans cette poignée de terre – des preuves qui nous ont appris que la glace du Groenland avait autrefois été remplacée par un écosystème de toundra robuste.
La glace du Groenland est fragile
Nos découvertes, publiées le 5 août 2024 dans la Actes de l’Académie nationale des sciencesdémontrent que la glace du Groenland est vulnérable à la fonte à des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone inférieures à celles d’aujourd’hui. Les inquiétudes concernant cette vulnérabilité ont poussé les scientifiques à étudier la calotte glaciaire depuis les années 1950.
Dans les années 1960, une équipe d’ingénieurs a extrait la première carotte de glace profonde au monde à Camp du siècleun base militaire à propulsion nucléaire construit dans la calotte glaciaire à plus de 160 kilomètres de la côte nord-ouest du Groenland. Ils ont étudié la glace, mais ils n’ont eu que peu d’utilité pour les morceaux de roche et de sol ramenés avec le fond du noyau. Ceux-ci ont été stockés puis perdus jusqu’en 2019, date à laquelle ils ont été redécouvert dans un congélateur de laboratoireNotre équipe faisait partie des scientifiques appelés à les analyser.
George Linkletter, qui travaille pour le laboratoire de recherche et d’ingénierie des régions froides du Corps des ingénieurs de l’armée américaine, examine un morceau de carotte de glace dans la tranchée scientifique du Camp Century. La base a été fermée en 1966. (Crédit : photographie de l’armée américaine)
Dans le sol du Camp Century, nous avons également trouvé des restes de plantes et d’insectes qui avaient été gelé sous la glace. En utilisant des isotopes rares et techniques de luminescencenous avons pu les dater d’une période il y a environ 400 000 anslorsque les températures étaient similaires à celles d’aujourd’hui.
Des restes de mousses vieilles de 400 000 ans, à gauche, et une graine de carex, à droite, parfaitement préservés – trouvés dans la carotte de sol sous la calotte glaciaire du Groenland à Camp Century – aident à raconter l’histoire de ce qui vivait là lorsque la glace a disparu. (Crédit : Halley Mastro/Université du Vermont)
Une autre carotte de glace, DYE-3, du sud du Groenland, ADN contenumontrant que des forêts d’épicéas couvraient cette partie de l’île à un moment donné au cours du dernier million d’années.
Les preuves biologiques démontrent de manière convaincante la fragilité de la calotte glaciaire du Groenland. Les résultats des trois carottes de glace ne peuvent signifier qu’une seule chose : à l’exception peut-être de quelques zones montagneuses à l’est, la glace a dû fondre sur toute l’île au cours du dernier million d’années.
La perte de la calotte glaciaire
Lorsque la glace du Groenland disparaît, la géographie du monde change – et c’est un problème pour l’humanité.
À mesure que la calotte glaciaire fond, le niveau de la mer finira par augmenter de plus de 23 pieds, et les villes côtières seront inondéesLa majeure partie de Miami sera sous les eaux, tout comme une grande partie de Boston, New York, Mumbai et Jakarta.
Voici à quoi ressemblerait une élévation du niveau de la mer de 5 mètres à Boston. Architecture 2030
Aujourd’hui, le niveau de la mer monte à plus d’un pouce chaque décennieet dans certains endroits, plusieurs fois plus vite. D’ici 2100, lorsque les enfants d’aujourd’hui seront grands-parents, le niveau de la mer autour du globe sera probablement plusieurs mètres plus élevé.
Utiliser le passé pour comprendre l’avenir
La fonte rapide des glaces modifie l’Arctique. Les données sur les écosystèmes du passé, comme celles que nous avons recueillies sous la glace du Groenland, aident les scientifiques à comprendre comment l’écologie de l’Arctique va évoluer à mesure que le climat se réchauffe.
Lorsque les températures augmentent, la neige blanche et brillante fond et la glace rétrécit, exposant la roche et le sol sombres qui absorbent la chaleur du soleil. L’Arctique est devenir plus vert avec chaque année qui passe, dégel du pergélisol sous-jacent et libérer davantage de carbone qui réchauffera davantage la planète.
Les auteurs partagent leurs recherches et des images du forage des carottes de glace. Quincy Massey-Bierman/Université du Vermont.
Le changement climatique d’origine humaine est en passe de réchauffer l’Arctique et le Groenland au-delà des températures qu’ils connaissent depuis des millions d’années. Pour sauver la glace du Groenlanddes études montrent que le monde devra mettre un terme aux émissions de gaz à effet de serre de ses systèmes énergétiques et réduire les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Comprendre les conditions environnementales qui ont déclenché la dernière disparition de la calotte glaciaire et la manière dont la vie au Groenland a réagi sera crucial pour évaluer les risques futurs auxquels sont confrontées la calotte glaciaire et les communautés côtières du monde entier.
Paul Bierman est membre du Gund Institute for Environment et professeur de ressources naturelles et de sciences environnementales à l’Université du Vermont. Halley Mastro est membre diplômé du Gund Institute for Environment et assistante de recherche diplômée en ressources naturelles et sciences environnementales à l’Université du Vermont. Cet article est republié à partir de La Conversation sous un Licence Creative Commons. Lisez le article original.
