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Le forage de vostok

Vous êtes ici : » » Le forage de vostok ; écrit le: 12 mai 2012 par imen modifié le 14 novembre 2014

Le forage de vostok

La réalisation d’un carottage de 2 000 m de profondeur en plein cœur de l’Antarctique représente une prouesse tant humaine que technique.

Sous des températures variant entre -80 °C et -40 °C et à plus de  1000 km des côtes, une équipe d’une vingtaine de personnes assure en permanence le fonction­nement de la station soviétique de Vostok. Les premiers forages ont débuté dès 1970, mais ce n’est qu’en 1986 que la profondeur de 2 202 m a été atteinte. Dans les conditions optimales, deux années de travail journalier, y compris pendant la nuit polaire, devaient suffire pour extraire 2 000 m de glace mais, malheureusement, les problèmes techniques furent nom­breux. Ainsi, plusieurs forages ont du être définitivement interrom­pus, faute de pouvoir remonter le carottier prisonnier des glaces. Quand une telle difficulté se pré­sente, un nouveau forage doit être entrepris depuis la surface. Un der­nier forage a permis d’atteindre en 1998 la profondeur record de3623  m, donnant accès à l’histoire du climat des derniers 420 000 ans. Impossible d’aller plus pro­fond sans risquer de polluer le lac situé sous la glace.

Les 3 623 m d’échantillons de glace ont été obtenus par extrac­tion progressive de plusieurs cen­taines de carottes de 3 m de lon­gueur. La découpe de la glace est réalisée à l’aide d’un carottier muni d’une résistance chauffante et d’une pompe destinée à extraire la glace fondue à la périphérie de la carotte, précaution sans laquelle l’eau gèlerait à nouveau et bloque­rait le carottier. Dans d’autres forages, le carottier est muni d’un système de couteaux. Quelle que soit la technique utilisée, le forage conduit à la formation d’un trou dans la glace d’une quinzaine de centimètres de diamètre et profond de plusieurs centaines à quelques milliers de mètres. Pour éviter que les parois du conduit de forage ne s’effondrent sous l’effet de la très forte pression exercée par la glace environnante, on remplit le trou avec du kérosène, fluide assez dense, non miscible à l’eau et dont le point de congélation est très bas. Malgré toutes ces précautions, il peut arriver que le carottier se bloque et qu’il faille recommencer l’opération.

Après forage, la glace est étiquetée et conservée à la station. Mais la majorité des analyses ne peuvent être réalisées sur place. La glace doit donc être transportée jusqu’aux laboratoires (Labora­toire de glaciologie de Grenoble, en particulier) dans des malles fri­gorifiques où elle sera stockée dans d’immenses salles réfrigérées. On comprend aisément que ces tra­vaux nécessitent une importante logistique, assurée dans notre pays par l’institut français de recherches et technologies polaires.



La théorie astronomique des climats

Pourquoi la Terre est-elle régulièrement soumise à des glaciations ? Quelle est l’origine du rythme de 100 000 ans qui règle l’apparition de ces glacia­tions? Autant de questions qui se posent pour comprendre l’évolution du climat lors des deux derniers millions d’années.

Bien avant que soit connu l’âge précis des glaciations successives, une théorie astronomique du cli­mat avait été proposée dès la fin du siècle dernier. Cette théorie a surtout été développée par le mathématicien yougoslave Milutin Milankovitch à partir de 1924. La théorie de Milankovitch est fon­dée sur le calcul des variations séculaires de l’enso­leillement des différentes régions de la Terre résul­tant, non pas de fluctuations du rayonnement émis par le Soleil, mais de l’évolution du mouvement de la Terre autour du Soleil.

Au cours d’une année, le mouvement de la Terre décrit une ellipse autour du Soleil. Si aucun astre autre que le Soleil n’exerçait de force d’attraction gravitationnelle sur la Terre, ce mouvement reste­rait identique au cours du temps. Mais la Lune et les autres planètes du système solaire perturbent le mouvement de la Terre.

Tous les paramètres orbitaux qui caractérisent ce mouvement sont affectés. La forme de l’ellipse tout d’abord, caractérisée par le paramètre d’excentri­cité, varie d’un cercle parfait à une ellipse légère­ment aplatie. L’obliquité, angle qui caractérise l’inclinaison de l’axe de la Terre par rapport au plan de l’orbite terrestre ou plan de l’écliptique, oscille également autour d’une valeur moyenne. La position de la Terre sur l’ellipse à un moment précis de l’année, l’équinoxe de printemps par exemple, évolue dans le temps, phénomène dénommé préces­sion des équinoxes. Tous ces paramètres varient sous l’influence de l’attraction gravitationnelle exer­cée par les autres planètes, cela très lentement et d’une manière imperceptible à l’échelle de nos vies. L’excentricité varie avec des périodes de 100 000 et 400 000 ans, l’obliquité de 41 000 ans, et la précession des équinoxes de 23 000 et 19 000 ans. Toutes ces modifications des paramètres orbitaux affectent l’ensoleillement des différentes zones de latitude de la Terre, en particulier l’intensité du cycle des sai­sons. Suivant la théorie astronomique des climats, ces variations seraient suffisantes pour provoquer l’alternance entre climats glaciaires et intergla­ciaires. Cette hypothèse a été débattue durant de nombreuses années et a été fortement contestée jusqu’aux années 1970.

C’est alors que de nouvelles analyses réalisées sur des sédiments marins vinrent soudain étayer cette théorie. Non seulement un cycle de 100 000 ans module bien le rythme des glaciations, mais l’ana­lyse plus détaillée des séries temporelles fait apparaître d’autres périodes plus courtes, proches de 43 000, 24 000 et 19 000 ans. L’accord entre les fréquences apparaissant dans les enregistrements climatiques et celles déduites de la théorie astrono­mique est tel qu’il ne peut s’agir d’une simple coïncidence.

Les paramètres orbitaux déterminent la répartition de l’énergie reçue aux différentes latitudes au cours des saisons et ils peuvent en cela jouer un rôle clé pour les phénomènes climatiques. D’après Milutin Milankovitch, le facteur qui déclenche les cycles glaciaire-interglaciaires serait l’ensoleillement reçu sous les hautes latitudes de l’hémisphère nord pen­dant l’été. Lorsque cet ensoleillement diminue, la neige tombée en hiver ne fond plus complètement pendant l’été et commence à s’accumuler. Du fait qu’elle réfléchit fortement le rayonnement solaire, elle tend elle-même à renforcer le refroidissement et amplifie le processus.

Vidéo : Le forage de vostok

Vidéo démonstrative pour tout savoir sur : Le forage de vostok

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