L'Antarctique cache tout un monde sous sa calotte glaciaire : des chaînes de montagnes plus hautes que les Appalaches, plus de 400 lacs sous-glaciaires, au moins 138 volcans, le canyon terrestre le plus profond de la Terre et des fossiles de dinosaures qui parcouraient un continent autrefois tropical. La glace elle-même contient près de 800 000 ans d’histoire climatique dans des bulles d’air anciennes gelées. Voici ce que les scientifiques ont découvert jusqu'à présent.
Plus de 400 lacs sous la glace
Piégés entre le substrat rocheux et la calotte glaciaire au-dessus, plus de 400 lacs sous-glaciaires reposent dans l’obscurité totale. Environ 250 d’entre eux sont hydrologiquement stables, ce qui signifie que l’eau entre et sort à un rythme constant, les maintenant ainsi en équilibre. Environ 130 autres lacs sont des lacs « actifs » plus proches des bords de la calotte glaciaire, connaissant des débits d'eau rapides et des variations de volume importantes. Certains de ces lacs ont des profondeurs d'eau atteignant 1,5 kilomètre (près d'un mile), scellées sous une glace pouvant atteindre 5 kilomètres d'épaisseur.
Le lac Vostok, le plus grand, a à peu près la taille du lac Ontario et repose sous environ 4 kilomètres de glace. Mais la véritable surprise est venue des lacs plus petits. Lorsque les chercheurs ont foré dans le lac sous-glaciaire Whillans en 2013, ils ont découvert qu'il regorgeait de vie microbienne. L'eau contenait des populations dominées par des cellules de forme ronde, ainsi que des bactéries en forme de bâtonnets, des spirochètes et des organismes filamenteux. Beaucoup de ces microbes recyclaient activement l’azote, oxydant l’ammonium et les nitrites pour produire de l’énergie dans l’obscurité totale. La communauté semblait bien adaptée aux conditions fluctuantes, signe que la vie sous-glaciaire non seulement survit mais prospère.
Une chaîne de montagnes que personne ne peut voir
Les montagnes sous-glaciaires Gamburtsev se trouvent au centre-est de l’Antarctique, complètement enfouies sous le point le plus élevé de la calotte glaciaire. Il s'agit d'une chaîne alpine complète avec des sommets, des crêtes et des vallées sculptées, comparables en relief aux chaînes de montagnes d'Amérique du Nord avec des dénivelés d'environ 500 mètres. Des relevés radar ont révélé que l'eau de fonte s'accumule dans certaines des vallées les plus profondes, tandis que les sommets et les parois des vallées restent gelés jusqu'au substrat rocheux au-dessus. La chaîne s’étend sur environ 1 200 kilomètres et aucune partie n’a jamais été exposée à l’air libre dans l’histoire de l’humanité moderne.
Le canyon terrestre le plus profond de la planète
Sous le glacier Denman, dans l'Est de l'Antarctique, se trouve un creux qui plonge à 3 500 mètres (environ 11 000 pieds) sous le niveau de la mer, ce qui en fait le canyon terrestre le plus profond connu de la planète. À titre de perspective, le point le plus profond du Grand Canyon se situe à environ 1 800 mètres. Le creux de Denman est si profond que si vous pouviez drainer l'océan et éliminer la glace, vous observeriez une entaille dans la croûte terrestre à plus de trois kilomètres en dessous du niveau de la mer. Le glacier qui coule sur ce canyon recule et la forme du substrat rocheux, qui s'incline plus profondément vers l'intérieur des terres, le rend vulnérable à une fonte accélérée des glaces.
Au moins 138 volcans
Une étude réalisée en 2017 dans l'Antarctique occidental a identifié 138 cônes volcaniques sous la calotte glaciaire. Parmi eux, 47 étaient déjà connus car leurs sommets perçaient la surface. Les 91 autres étaient entièrement cachés, découverts uniquement grâce au radar et à d’autres données de télédétection. Les chercheurs ont initialement identifié 180 éléments en forme de cône, mais en ont écarté 50 qui ne correspondaient pas aux données géologiques à l'appui.
On ignore si ces volcans sont actuellement actifs. Si tel est le cas, la chaleur qu’ils produisent pourrait accélérer la fonte des calottes glaciaires qui perdent déjà de la masse en raison du réchauffement des océans et de la température de l’air. Les scientifiques travaillent au déploiement d'instruments capables de détecter des signes d'activité géothermique sous la glace.
Fossiles de dinosaures d'un passé plus chaud
L'Antarctique n'a pas toujours été gelé. Il y a environ 190 millions d'années, elle faisait partie du supercontinent Gondwana et avait un climat suffisamment chaud pour abriter des forêts et de grands animaux. Les paléontologues ont extrait des fossiles de plusieurs espèces de dinosaures dans des roches exposées près des limites du continent. Le plus célèbre est le Cryolophosaurus, un prédateur de 25 pieds de long surnommé le « tueur à crête froide » en raison de la crête osseuse de son crâne. Les chercheurs ont également trouvé des fossiles de sauropodomorphes (herbivores au long cou) et de Taniwhasaurus, un reptile marin carnivore. Ces découvertes confirment que l’Antarctique abritait autrefois un écosystème diversifié, totalement différent du désert gelé qu’il est aujourd’hui.
800 000 ans d'atmosphère piégée
À mesure que la neige tombe et se compacte en glace au fil des millénaires, elle emprisonne de minuscules bulles d'air. Ces bulles sont des capsules temporelles de l’atmosphère terrestre. La carotte de glace EPICA Dome C, forée dans l'Est de l'Antarctique, contient un enregistrement continu de dioxyde de carbone atmosphérique remontant à près de 800 000 ans, couvrant huit cycles glaciaires complets. Avant que cette carotte ne soit achevée, les enregistrements atmosphériques les plus anciens provenaient de la carotte de glace de Vostok et remontaient à environ 650 000 ans.
Les données ont révélé que les niveaux de CO2 au cours des 800 derniers millénaires allaient d'environ 172 à 300 parties par million, étroitement corrélés à la température de l'Antarctique. Il y a 650 000 à 750 000 ans, les concentrations de CO2 étaient nettement inférieures à celles de toute période glaciaire ultérieure. La mesure la plus basse dans l’ensemble du noyau a étendu la plage préindustrielle connue du CO2 d’environ 10 parties par million. Pour rappel, le CO2 atmosphérique actuel se situe au-dessus de 420 parties par million, bien au-delà de tout ce qui est enregistré dans cette glace.
Le meilleur terrain de chasse aux météorites au monde
L’Antarctique est l’endroit le plus productif sur Terre pour trouver des météorites. Le programme américain Antarctic Search for Meteorites (ANSMET) a collecté plus de 7 500 spécimens depuis les années 1970. Les expéditions japonaises, qui ont débuté en 1973, ont récupéré 983 météorites au cours de leurs trois premières sorties seulement. À titre de comparaison, seulement 2 500 météorites environ ont été découvertes sur l’ensemble du reste de la planète.
La raison est simple, physique. Les météorites qui atterrissent sur la calotte glaciaire sont enfouies sous la neige et transportées par l'écoulement glaciaire vers la côte. Lorsque ce flux heurte un obstacle enfoui comme une chaîne de montagnes, la glace est poussée vers le haut et balayée par le vent, exposant un champ concentré de roches spatiales sur des parcelles de « glace bleue » nue. Des milliers d'années de chutes de météorites ont été balayées dans des zones de collecte naturelles, ce qui les rend relativement faciles à repérer sous forme de pierres sombres sur une surface brillante.
Chutes de sang et saumure ancienne
Au museau du glacier Taylor, une cascade rouge éclatante suinte de la glace. Connue sous le nom de Blood Falls, cette caractéristique a intrigué les scientifiques pendant plus d'un siècle. La couleur provient de nanosphères riches en fer, de minuscules particules contenant du fer ainsi que du silicium, du calcium, de l'aluminium et du sodium. Lorsque cette eau chargée de fer entre en contact avec l’air, elle s’oxyde et devient rouge foncé.
La source est un ancien réservoir sous-glaciaire d’eau extrêmement salée (saumure) que le glacier a lentement gratté sur un substrat rocheux riche en minéraux. Les chercheurs ont cartographié les grottes et les rivières à l’intérieur du glacier et ont retracé l’écoulement jusqu’à ce réservoir piégé. La saumure contient des micro-organismes potentiellement isolés depuis des millions d’années, survivant sans soleil ni contact avec l’atmosphère, tirant leur énergie des réactions chimiques entre l’eau, le sel et la roche.
Un détecteur de neutrinos dans la glace
L’une des choses les plus inhabituelles cachées en Antarctique a été volontairement placée là-bas. L'Observatoire de neutrinos IceCube est un détecteur de physique des particules intégré directement dans la calotte glaciaire du pôle Sud. Ses capteurs sont intégrés entre 1 450 et 2 450 mètres de profondeur, surveillant un kilomètre cube de glace à la recherche de faibles éclairs de lumière bleue. Ces éclairs se produisent lorsque des neutrinos, des particules subatomiques fantomatiques qui traversent la plupart des matières sans interagir, entrent occasionnellement en collision avec un atome dans la glace. L'extrême clarté et l'obscurité de la glace profonde de l'Antarctique en font l'un des meilleurs matériaux sur Terre pour détecter ces événements rares, transformant ainsi la calotte glaciaire elle-même en le plus grand détecteur de particules au monde.
