Ce que la glace révèle de l'Antarctique
Le continent que vous explorerez lors de votre croisière en Antarctique n'est pas seulement une île recouverte de glace où vivent des pingouins, des baleines et des phoques. Sous l'épaisse couche de glace se cachent des lacs d'eau douce contenant des milliers de microbes qui témoignent d'une vie diversifiée. En 2013, une équipe de chercheurs a obtenu le premier échantillon d'eau non contaminée prélevé directement dans un lac de l'Antarctique.
Lelac Whillans est un lac situé sous 800 mètres de glace, à 640 kilomètres du pôle Sud. Le lac a une profondeur de seulement 2 mètres et une superficie de près de 60 kilomètres carrés. Le lac étant vierge, l'équipe a mis six ans à trouver un moyen de prélever l'échantillon sans contaminer l'eau par l'équipement de forage ou en introduisant des organismes envahissants dans le lac. Pour éviter cela, l'équipe a eu recours aux rayons ultraviolets, à la filtration de l'eau et au peroxyde d'hydrogène pour stériliser les machines et l'eau utilisée pour percer la glace.
La vie sous la glace
Après un an d'échantillonnage, les résultats ont révélé une abondance de vie : l'équipe a trouvé 130 000 cellules dans chaque millilitre d'eau du lac, dont près de 40 000 bactéries et archées. L'échantillon a également montré que la vie a survécu dans le lac sans énergie solaire pendant les 120 000 dernières années et peut-être même pendant un million d'années.
Au cours de l'année écoulée, les chercheurs ont isolé et cultivé une douzaine d'espèces de microbes et le séquençage de l'ADN a révélé la présence de près de 4 000 espèces, dont un grand nombre de microbes connus qui décomposent les minéraux pour produire de l'énergie, en l'absence de lumière solaire.
Les survivants sont les descendants des microbes qui vivaient dans les sédiments lorsque la zone était recouverte par l'océan, alors que les arrivants se seraient déposés sur la glace après s'être frayé un chemin au cours des 50 000 dernières années, au fur et à mesure que la glace fondait au fond des glaciers.
Une autre possibilité serait que les arrivants aient pénétré dans le lac par l'eau de mer s'infiltrant sous la calotte glaciaire, ce qui est possible étant donné que le lac Whillans se trouve à 100 kilomètres de la ligne d'échouage où la calotte glaciaire passe de la position de repos au sol à celle de flottaison sur la glace.
Parmi les autres découvertes importantes faites dans le lac, citons les traces de fluorure, qui pourraient indiquer la présence de cheminées hydrothermales dans la région - importantes car elles constituent de riches sources d'énergie chimique pouvant favoriser la vie exotique - et de petites quantités de formiate, une substance chimique qui suggère la présence de méthane, un gaz à effet de serre.
Selon certaines estimations, les sédiments situés sous la calotte glaciaire de l'Antarctique contiendraient des centaines de milliards de tonnes de méthane. Ce problème se pose à mesure que les températures mondiales augmentent et que les calottes glaciaires de l'Antarctique commencent à fondre, libérant ainsi du méthane et contribuant à l'élévation du niveau de la mer au niveau mondial.
Fonte du système glaciaire de l'Antarctique occidental
En 2014, des scientifiques ont publié des études révélant qu'une grande partie du système glaciaire de l'Antarctique occidental avait commencé à s'effondrer. Auparavant, les scientifiques pensaient que le système glaciaire de 3,2 kilomètres d'épaisseur resterait stable pendant des milliers d'années, mais de nouvelles recherches suggèrent un calendrier plus rapide.
Eric Rignot, professeur de sciences de la terre à UC-Irvine et auteur principal de l'étude, prévient que six grands glaciers de la mer d'Amundsen "ont dépassé le point de non-retour", les estimations actuelles suggérant que les glaciers pourraient disparaître d'ici deux siècles. Si cela se produit, le reste de la glace de l'Antarctique occidental suivra.
Parallèlement, une étude sur l'amincissement des glaciers de la péninsule antarctique méridionale a révélé qu'une grande partie de la région, depuis 2009, s'est déstabilisée et que la perte de masse glaciaire des glaciers marins terminaux s'accélère rapidement.
L'eau chaude contribue à la fonte
L'une des raisons de la fonte rapide des glaciers est que l'eau de mer plus chaude pénètre dans la base du glacier. Les chercheurs qui étudient le glacier Totten, dans l'Antarctique de l'Est, ont découvert qu'une dépression s'est formée en profondeur sous le glacier et qu'un tunnel permet à l'eau de mer plus chaude de pénétrer dans la base du glacier : Lors d'un voyage en Antarctique au cours du dernier été, les chercheurs ont constaté que les eaux entourant le glacier Totten étaient plus chaudes de 1,5 degré Celsius que les autres zones.
Cette découverte a surpris les scientifiques car, jusqu'à récemment, on pensait que la calotte glaciaire de l'Antarctique oriental était entourée d'eaux froides et donc très stable. Selon Jason Roberts, glaciologue à l'Australian Antarctic Division, "le glacier Totten est le glacier qui s'amincit le plus rapidement dans l'Antarctique de l'Est et cette fonte peut entraîner une perte de glace importante au niveau régional".
Un océan plus chaud et plus productif
De nouvelles recherches ont montré qu'alors que l'augmentation des températures mondiales intensifiera la fonte des glaciers, les eaux côtières de l'Antarctique pourraient devenir plus productives. Cela est dû à la formation de polynies - une étendue d'eau de mer libre le long de la côte, entourée par la glace de mer flottante et le plateau continental. Ces formations sont productives, avec une abondance de phytoplancton due à l'apport de fer par l'eau de fonte des glaciers. Selon Kevin Arrigo, océanographe biologique de l'université de Stanford, les émissions produites par le phytoplancton donnent aux polynies une odeur d'œuf pourri.
En utilisant les données satellitaires de 1997 à 2014 pour 46 polynies autour de l'Antarctique, les chercheurs ont détecté une forte corrélation entre les niveaux de productivité et l'étendue de la fonte des glaciers adjacents. Les scientifiques supposent que l'eau de fonte des glaciers enrichit les eaux des polynies en fer, qui agit comme un engrais. L'eau de fonte est un fournisseur de fer car, en rampant vers l'océan, la glace fondante brise la roche mère, qui est pleine de fer, sur son passage. Les glaciers contiennent également du fer piégé dans leur masse, provenant de la neige qui s'est accumulée sur les couches de glace pendant des milliers d'années, la neige tombante piégeant des poussières riches en fer.
Des océans productifs agissant comme des puits de carbone
Les chercheurs supposent que plus l'écosystème devient productif, plus les organismes situés au sommet de la chaîne alimentaire auront de nourriture à leur disposition. Arrigo explique que "les plus grandes densités de manchots et de phoques se trouvent dans les zones où les polynies sont les plus productives". Un autre avantage potentiel est leur rôle de puits de carbone, car les masses d'eau où se produit la photosynthèse agissent comme des puits de carbone. Arrigo affirme notamment que les polynies "aspirent de manière disproportionnée le dioxyde de carbone atmosphérique" et qu'une augmentation de leur productivité va donc très probablement accroître leur capacité à stocker le carbone. Néanmoins, les polynies ne faisant que quelques centaines de kilomètres carrés, Arrigo admet que leur impact sera minime.