Les glaciers dans un monde en réchauffement : enseignements des enregistrements Holocènes obtenus à partir du nouvel outil de datation « carbone-14 in situ » – WarHol

Dans ce projet nous développons en France une nouvelle méthode de détermination des durées d’exposition et d’enfouissement qui permet d’explorer le retrait glaciaire holocène : les mesures couplées des nucléides cosmogéniques 14C et 10Be produits in situ dans le socle rocheux mis à nu suite au retrait glaciaire actuel et donc accessible pour l’analyse des concentrations en nucléides cosmogéniques accumulés pendant les périodes passées pendant lesquelles le socle rocheux n’a pas été recouvert de glace. Cette approche innovatrice associée à la datation haute résolution de moraines holocènes par le 10Be nous permet d’établir des chronologies de dynamiques glaciaires, en insistant sur les périodes des glaciers en position rétractée, sur un profile le long des Alpes de l’ouest et centrales. L’accent est mis sur les reconstructions chronologiques des fluctuations glaciaires afin de valider le nouveau chronomètre.

Après plusieurs campagnes de terrain en France et en Suisse, nous avons obtenu des résultats préliminaires qui nous permettent de connaître le moment exact auquel trois glaciers ont commencé à se retirer de leur dernière extension importante pendant la transition entre la dernière ère glaciaire et l’Holocène (il y a ~12 mil ans). Il se trouve que les chronologies des fluctuations glaciaires au début de l'holocène étaient très semblables dans les Alpes de l’ouest et dans les Alpes Centrales ce qui suggèrent que la dynamique glaciaire dans cette région étaient dues aux mêmes changements climatiques et que les conditions climatiques locales avaient peu d’influence.
D’autres résultats venant d'un petit glacier dans les Alpes Centrales en Suisse suggèrent que le glacier était en position retirée pendant au moins 5000 ans.

Une fois que l'acquisition des données chronologiques sera terminée, nous envisageons de les coupler avec la cartographie digitale des éléments glacio-géomorphologiques afin de modéliser les changements de ligne d’équilibre et de proposer des scénarios de conditions climatiques (température/précipitation) associées.

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L’objectif de ce projet est d’implanter en France le nouvel outil de datation “carbone-14 in situ” et d’établir au CEREGE un nouveau groupe de recherche consacrée à des questions fondamentales sur le retrait glaciaire suite aux changements climatiques.
Le retrait quasi global des glaciers de montagne est un des effets parmi les plus visibles et inquiétants du réchauffement global. Quelles en seront les conséquences environnementales et sociétales à court et long terme ? Les glaciers répondent de façon sensible aux petites variations climatiques, particulièrement de température, mais aussi des précipitations. Comprendre le lien entre la dynamique des glaciers et le climat au cours de l’Holocène, la période interglaciaire actuel (les dernières ~11 500 années), permet d’évaluer les effets du changement climatique actuel sur les glaciers, puisque l’Holocène est caractérisé par des variations climatiques d’amplitude modérée avec des conditions climatiques similaires à l’actuel. Il a été montré que l’Holocène moyen était dominé par des longues périodes chaudes avec des températures qui étaient probablement plus élevées qu’aujourd’hui. Comment les glaciers ont-ils réagi aux paléo-chauffements ? Se sont-ils rétractés à des positions plus petites qu’aujourd’hui ? Tous les glaciers se sont-ils rétractés pendant la même durée ? Si oui, pendant combien de temps and quelle est la signification pour le retrait actuel ? Les dépôts glaciaires préservés, en particulier les moraines, sont les témoins de la réponse des glaciers aux refroidissements passés et font l’objet de recherches exhaustives. La réponse glaciaire aux réchauffements, comme ceux pendant l’Holocène moyen, est beaucoup plus difficile à reconstruire, puisque les traces géologiques ont été détruites par les avancées glaciaires pendant l’Holocène supérieur.
Dans ce projet nous allons développer en France une nouvelle méthode de détermination des durées d’exposition et d’enfouissement qui permet d’explorer le retrait glaciaire holocène : les mesures couplées des nucléides cosmogéniques 14C et 10Be produits in situ dans le socle rocheux mis à nu suite au retrait glaciaire actuel et donc accessible pour l’analyse des concentrations en nucléides cosmogéniques accumulés pendant les périodes passées pendant lesquelles le socle rocheux n’a pas été recouvert de glace. Cette approche innovatrice associée à la datation haute résolution de moraines holocènes par le 10Be, toutes deux développées au Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO, Etats-Unis), nous permettra d’établir des chronologies de dynamiques glaciaires, en insistant sur les périodes des glaciers en position rétractée, sur un profile le long des Alpes de l’ouest et centrales. L’accent sera mis sur les reconstructions chronologiques des fluctuations glaciaires à fin de valider le nouveau chronomètre, cependant nous envisageons aussi de coupler les données chronologiques avec la cartographie digitale des éléments glacio-géomorphologiques à fin de modéliser les changements de ligne d’équilibre et de proposer des scénarios de conditions climatiques (température/précipitation) associées. Pendant ses études postdoctorales au LDEO, I. Schimmelpfennig a acquis les expertises nécessaires à la réalisation de ce projet. Soutenue par ses collaborateurs nationaux et internationaux, elle est en train d’implanter au CEREGE le premier laboratoire français de 14C in situ et établira un groupe de recherche travaillant sur les dynamiques glaciaires. Le CEREGE possède l'infrastructure et les installations nécessaires à la mise en œuvre de ce projet. Outre l’instrument national ASTER permettant de mesurer les nucléides cosmogéniques tel que le 10Be, le nouveau spectromètre de masse par accélérateur AixMICADAS dédié à la mesure du radiocarbone dans des micro-échantillons a été installé cette année.