Retour d'une nouvelle expédition scientifique en terre inexplorée de l’Antarctique

Lundi, 3 février 2014

Une expédition scientifique de grande ampleur, entre la base française Dumont d’Urville et le point GC40 du bassin Aurora en Antarctique, vient de se terminer dans le cadre du projet Aurora Basin North (ABN). Elle a permis la mise en place d’une importante campagne de forage au point GC40 impliquant notamment le Centre de carottage et de forage national (C2FN) français. La visite de cette région inexplorée de l’Antarctique par moyens terrestres résulte d’une étroite collaboration entre l’IPEV(1), son homologue australien l’AAD(2) et les scientifiques du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE/OSUG, CNRS / UJF).
Carte de l’Antarctique de l’est, avec les principales bases scientifiques (points rouges) et le parcours suivi par le raid (traits pointillés). © AAD

Le bassin du glacier Aurora en Antarctique constitue une immense zone (grande comme deux fois la France) largement inexplorée du continent Antarctique. Depuis plusieurs années, les glaciologues australiens tentent de mettre sur pied une opération de forage dans la calotte de glace antarctique, au cœur de ce bassin Aurora en visant le site dénommé GC40. Ce site est situé à environ mi-chemin entre la base australienne côtière Casey et la base franco-italienne Concordia, soit à 550 km de la côte. Une telle opération de forage dans un secteur non documenté de l’Antarctique s’inscrit dans le cadre de l'action "2000-year network" du programme international IPICS(3), qui s’intéresse à la variabilité climatique et aux réponses régionales aux échelles de temps sub-annuelles à interannuelles dans les régions polaires.


Progression du raid au cœur du bassin Aurora. © AAD, Tas van Ommen L’opération finalement conduite avec succès cette année a vu le jour grâce au soutien logistique, depuis la station côtière Dumont d'Urville, mis en place par l’IPEV, avec la mise en œuvre d’un raid scientifique terrestre (avec tracteurs, traîneaux de matériels et caravanes) pour rejoindre le site de GC40. Ce raid a permis l’acheminement du matériel lourd de l’expédition et surtout de réaliser une piste d’atterrissage sur neige indispensable pour que l'équipe de forage rejoigne le site. En effet, la présence de reliefs importants en surface ne permettait pas à un avion équipé de skis de se poser sur une surface non préparée. L’équipe de forage a ainsi pu relier ultérieurement le site de GC40 (dénommé pour l’occasion ABN) depuis la base australienne Casey située sur la côte, à l’aide de moyens aéroportés.

Ce raid a permis pour la première fois de visiter une zone inexplorée de l’Antarctique sur plus de 800 km et a fourni des informations originales dans un secteur non documenté, concernant la variabilité spatio-temporelle de l'accumulation neigeuse (qui conditionne en partie la taille de la calotte de glace antarctique et donc le niveau des mers) et certains traceurs géochimiques (projet IPEV CHICTABA). De nombreux carottages de 10 à 20 mètres de profondeur, des prélèvements de surface et plus en profondeur (puits de neige de 1 à 2 mètres) et un enregistrement radar de surface sur l’ensemble du chemin suivi ont ainsi été réalisés, offrant une information distribuée et continue de l’accumulation de neige et de sa variabilité.
Sur le site d'ABN, trois carottiers ont été déployés, pilotés respectivement par les Australiens, les Danois et les Français (carottier réalisé par le C2FN du CNRS-INSU). Par ailleurs, un spectromètre laser de type SARA, construit par le LIPhy(4) à Grenoble, a été utilisé avec succès pour mesurer sur le terrain en temps réel certains gaz traces contenus dans l’air prélevé le long du névé jusqu’à 105 mètres de profondeur. Les trois forages terminés le 12 janvier ont atteint entre 103 et 303 mètres de profondeur, ce qui donne accès à un enregistrement climatique très détaillé pouvant atteindre 2000 ans.



Les carottes de glace seront prochainement rapatriées en Australie, en France, au Danemark et aux USA, où de nombreuses analyses physicochimiques seront alors conduites : structure physique de la glace (tomographie, taille et fabrique des grains, porosité), isotopes de l'eau, aérosols solubles et insolubles, gaz traces, radioactivité, béryllium-10...

La réussite du raid et des opérations de carottage a été rendue possible grâce à l’expérience et aux moyens logistiques acquis dans le cadre des projets ANR VANISH et EXPLORE, qui avaient permis de relier pour la première fois les bases de Concordia et de Vostok durant l’été austral 2011-2012 (conférence de presse du 27-01-2012). Ce raid démontre encore, s’il en était besoin, l’intérêt d’un tel partenariat entre science et logistique polaire sur l’équipement de raid. D’ailleurs, les glaciologues australiens ne s’y sont pas trompés et affichent désormais comme priorité la constitution d’un raid scientifique australien pour leurs prochaines opérations.

Itinéraire du raid
Détail du parcours aller du raid scientifique, avec les arrêts journaliers (points jaunes). Insert : distance (en km) parcourue d’une journée à l’autre. © AAD, Tas van Ommen Ce sont 834 kilomètres sur un terrain vierge qui ont été parcourus, sur un total de 2700 km aller-retour. Des carottages, des puits de neige et la collecte d’échantillons de neige de surface ont été effectués lors des arrêts journaliers de la caravane, permettant ainsi d’optimiser ce voyage en terre inconnue. Au-delà du défi scientifique, se rajoute donc un défi logistique et humain pendant 37 jours.

Parti de Cap Prud’homme le 25 novembre 2013, le convoi est parvenu à GC40 le 9 décembre 2013. Le retour a suivi la même route avec une arrivée à Dumont d’Urville le 31 décembre 2013. Le raid a nécessité la mise en place d’une logistique lourde : cinq véhicules de l’IPEV (4 tracteurs, 1 dameuse), quatre citernes de carburant (le raid se déplace en autonomie totale), deux caravanes de logement (réfectoire, cabines, énergie électrique), une unité-laboratoire pour les expériences et l’équipement scientifique acquis lors de l’ANR VANISH, et enfin 4 équivalents conteneurs maritimes 20 pieds pour l’installation du site. Les échantillons de neige (carottes ou autres) seront ramenés en France et en Australie pour analyse.

Equipe sur le terrain
L’équipe du raid a été acheminée par voie aérienne de Christchurch à Cap Prud’Homme / Dumont d’Urville via la station italienne Mario Zucchelli. Cette équipe était composée de chercheurs et de techniciens du CNRS, de l’UJF et de l’IPEV qui ont tous une grande expérience et des expertises complémentaires, complétée pour la phase aller de trois Australiens de l’AAD.
L’équipe de forage à ABN a été acheminée par voie aérienne via la base de Casey. Elle comprenait au total entre 9 et 19 membres selon les différentes phases de la mission, dont deux français du LGGE, trois Danois et un Américain, les autres scientifiques provenant d’Australie.


Note(s): 
  1. Institut Paul Emile Victor
  2. Australian antarctic division
  3. International partnerships in ice core sciences, un projet soutenu par les programmes IGBP/PAGES (Past global changes) et SCAR (Scientific committee on Antarctic research)
  4. Laboratoire interdisciplinaire de physique (LIPhy, CNRS / UJF)
Contact(s):
  • Jérôme Chappellaz, LGGE/OSUG
    chappellaz [at] lgge [dot] obs [dot] ujf-grenoble [dot] fr, 04 76 82 42 64
  • Emmanuel Le Meur, LGGE/OSUG
    manu [at] lgge [dot] obs [dot] ujf-grenoble [dot] fr, 04 76 82 42 22
  • Olivier Magand, LGGE/OSUG
    magand [at] lgge [dot] obs [dot] ujf-grenoble [dot] fr, 04 76 82 42 68

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