Une archive détaillée des aérosols en Europe depuis la dernière déglaciation

Découverte de glace vieille de plus de 12 000 ans dans le massif du Mont Blanc : Une archive détaillée des aérosols en Europe depuis la dernière déglaciation

L’aérosol atmosphérique est un acteur clé du climat à l’échelle régionale mais qui reste cependant mal connu. La glace archive simultanément le climat passé, la charge et la composition en aérosols mais, sauf en régions polaires, son étude n’a pas permis jusqu’ici l’examen du lien entre aérosol et climat au cours de la dernière grande déglaciation. Ce manque de données aux moyennes latitudes est crucial pour l’Europe qui, en plus des grandes fluctuations climatiques, a connu une pression anthropique et ce bien avant le début de l’ère industrielle, avec la modification de l’usage des sols au cours des derniers millénaires de l’Holocène par les premières sociétés agricoles.

 
Nous avons découvert un glacier des Alpes françaises qui a archivé l’évolution de l’aérosol en Europe depuis ~12 000 ans. Contrairement aux sites glaciaires souvent situés dans un col, ce glacier est situé sur un sommet plat du massif du Mont Blanc, ce qui minimise les fortes contraintes dues à l’écoulement du glacier sur la glace située près du socle rocheux, phénomène perturbant l’enregistrement climatique au-delà de quelques milliers d’années. Cette nouvelle carotte de glace a été datée avec l’argon (39Ar) des bulles d’air et l’identification de la pollution au Plomb durant l’Antiquité romaine pour la partie la plus récente, par mesure du 14C sur la matière organique particulaire et le profil de 18O pour la fin de la période glaciaire et le début de l’Holocène. 

L’analyse du sodium, du calcium, ou encore des poussières insolubles dans l’eau de cette glace montre une forte augmentation du dépôt des aérosols marins et terrigènes entre l’Holocène et la fin de la période glaciaire, suggérant une circulation atmosphérique zonale accrue aux moyennes latitudes Nord et une aridification de certaines régions. Bien que demandant à être confirmé, nous avons suggéré le Sahara comme source potentiellement majeure d’aérosol terrigène en Europe de l’Ouest durant la dernière période froide. A l’inverse, la fraction de phosphore (non crustale) d’origine biotique (ncP) diminue en période froide, en accord avec une végétation réduite en Europe de l’Ouest durant le climat froid. Enfin l’examen de l’Holocène révèle des fluctuations du calcium modulées par les épisodes humides au Sahara, ainsi qu’une décroissance régulière de ncP en lien avec la détérioration progressive du climat (température et humidité) et plus récemment la déforestation liée au développement de l’agriculture.

Opération de forage de glace au pied du Mont Blanc. Crédit : LGGE/OSUG, Bruno Jourdain

Figure 1 : Datation de la carotte extraite près du Mont Blanc.  En haut en bleu : Partie basse du profil de 18O attestant de la présence de glace datant de la dernière glaciation (LGA). En bas : Relation Age-Profondeur de la carotte essentiellement basée sur les mesures de 14C (carrés rouges) ainsi que de 39Ar (cercles bleus) et de la perturbation en plomb liée à l’antiquité romaine (triangles verts).

Figure 2 : Enregistrement climatique (18O) et différents proxys de l’aérosol : ncP pour l’aérosol biotique, Na et Cl pour le sel de mer, Ca et dust pour l’aérosol terrigène. Les bandes vertes indiquent les périodes humides au Sahara du début et milieu de l’Holocène. Les profils de Na, Ca, et dust sont reportés sur une échelle log.

Ce travail a été coordonné par le LISA, le Desert Research Institute (Reno, NV), et l’Université de Heidelberg avec la participation de l’IGE (Grenoble), de l’Université Tübingen, et du Curt Engelhorn Centre for Archaeometry Mannheim).   

Ces recherches ont été soutenues par l’INSU-CNRS et l’ADEME (programme LEFE-CHAT « ESCARGO ») et les programmes européens ALPCLIM et CARBOSOL.

Pour en savoir plus :
M. Legrand, J. R. McConnell, S. Preunkert, D. Wachs, N. J. Chellman, K. Rehfeld, G. Bergametti, S. M. Wensman, W. Aeschbach, M. K. Oberthaler, & R. Friedrich , Alpine ice core record of large changes in dust, sea-salt, and biogenic aerosol over Europe during deglaciation, PNAS NEXUS, 4 (6), https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf186, 2025