Confirmation de l'âge de la calotte glaciaire du Groenland

Elle s'est formée il y a 30 millions d'années : en utilisant des méthodes thermochronologiques et l'analyse morphologique du paysage, des scientifiques de l'unité Géosciences Rennes/OSUR viennent de confirmer l'âge de la calotte glaciaire du Groenland, en collaboration avec des chercheurs anglais. Publication dans la revue Geology.

Est du Groenland et du Scorsby Sund (70°N)
  1. Bouleversements climatiques et développement des calottes glaciaires
  2. Erosion du paysage par la calotte du Groenland
  3. Dater les fjords de l’Est du Groenland
  4. Référence

[Sources de cette présentation vulgarisée : Géosciences / OSUR et INSU CNRS]

Bouleversements climatiques et développement des calottes glaciaires

Les changements climatiques modifient la répartition des glaciers et des calottes glaciaires à la surface de la Terre. Si nous connaissons aujourd’hui une Terre partiellement recouverte de glace, notamment au niveau des pôles, cela est étroitement lié au refroidissement majeur du climat ayant eu lieu au cours des 50 derniers millions d’années, entrainant une chute d’une dizaine de degrés de la température moyenne de l’air à la surface de la Terre. Cependant, tous les glaciers et calottes n’ont pas le même âge. Ainsi, la calotte Antarctique est datée à 34 millions d’années alors que les glaciers des Alpes sont apparus il y a « seulement » quelques millions d’années. Si de nombreux indices géologiques, géochimiques et géochronologiques permettent de dater la mise en place de la calotte Antarctique, celle du Groenland demeure sujette à débat avec des dates de mise en place proposées variant entre 5, 18, 34 voire 45 millions d’années. L’indice le plus tangible, mais toutefois indirect, de l’apparition des glaces est la découverte en 2007, dans une carotte sédimentaire marine, de débris d’érosion glaciaire datés entre 38 et 30 millions d’années et retrouvés à plus de 300 kilomètres à l’est des côtes du Groenland.

Erosion du paysage par la calotte du Groenland

Cependant, une conséquence encore plus spectaculaire du développement des glaciers ou des calottes glaciaires est le profond changement du paysage et la formation, entre autres, de vallées glaciaires en forme de « U » et de fjords. L’Est du Groenland, qui présente les plus hauts reliefs du Groenland, est aussi parcouru de fjords parmi les plus remarquables sur Terre, avec notamment le Scorsby Sund, qui, avec une superficie équivalente à celle du Danemark, est le plus vaste fjord sur Terre. Les fjords sont des vallées creusées par érosion glaciaire en bordure de calotte, indiquant ainsi de manière caractéristique la présence de glace. Autrement dit, dater la formation des fjords de l’Est du Groenland revient à dater la présence de la calotte glaciaire.

Dater les fjords de l’Est du Groenland

Une expédition de terrain a été menée pour prélever des échantillons de roches sur les parois de 16 fjords situés dans l’Est du Groenland (entre 68 et 76° N de latitude). Ces échantillons ont ensuite été analysés en laboratoire par des méthodes de thermochronologie. Ces méthodes permettent de dater l’âge auquel une roche se refroidit en dessous d’une température dite « de fermeture » (de l’ordre de 50 à 130 °C), et en outre, de déterminer son refroidissement jusqu’à la surface. Il est ensuite possible d’en déduire la vitesse à laquelle les roches refroidissent lorsqu’elles remontent à la surface de la Terre, en réponse aux processus d’érosion et, par conséquent, d’estimer la vitesse de cette érosion. Dans le cas des fjords de l’Est du Groenland, les résultats obtenus par thermochronologie indiquent une accélération marquée de l’érosion autour de 30 millions d’années (avec une incertitude de plus ou moins 5 millions d’années). Cette interprétation est de surcroît renforcée par l’observation que la nature des roches érodées pour former les fjords, majoritairement d’origine magmatique, est identique à celle des débris glaciaires retrouvés en mer et datés entre 30 et 38 million d’années. Cette accélération de l’érosion vers 30 millions d’années est synchrone d’une phase de refroidissement très marquée du climat à la transition Eocène-Oligocène et illustre donc les liens de causalité entre refroidissement climatique, développement de la calotte glaciaire et érosion des fjords à l’Est du Groenland.

Référence

Evidence for Eocene–Oligocene glaciation in the landscape of the East Greenland margin
Bernard, T., Steer, P., Gallagher, K., Szulc, A., Whitham, A. and Johnson, C.
Geology, 2016.