Les scientifiques ont utilisé de la poussière cosmique pour reconstruire 30 000 ans d'histoire de la banquise arctique, montrant des changements dramatiques liés aux variations climatiques. L'étude, publiée dans Science, relie la couverture de glace aux cycles de nutriments et aux impacts écologiques futurs. Les résultats soulignent comment la diminution de la glace pourrait stimuler l'activité du phytoplancton et modifier les chaînes alimentaires.
La banquise arctique a diminué de plus de 42 % depuis 1979, lorsque les satellites ont commencé des mesures cohérentes. Alors que la glace s'amincit et recule, l'océan exposé absorbe plus de lumière solaire, accélérant le réchauffement et potentiellement menant à des étés sans glace dans les décennies à venir.
Une étude publiée le 6 novembre dans Science a utilisé de la poussière cosmique — de fines particules d'étoiles en explosion ou de comètes se désintégrant transportant de l'hélium-3 — pour suivre la couverture de glace ancienne. Les chercheurs ont mesuré l'hélium-3 dans des carottes de sédiments de trois sites arctiques couvrant des gradients de glace modernes : un près du pôle Nord avec une couverture toute l'année, un autre à la limite saisonnière en septembre, et un troisième qui était couvert de glace en 1980 mais qui voit maintenant de l'eau ouverte périodique.
« C'est comme chercher une aiguille dans une botte de foin », a déclaré Frankie Pavia, professeur adjoint d'océanographie à l'Université de Washington qui a dirigé la recherche. « Vous avez cette petite quantité de poussière cosmique qui tombe partout, mais vous avez aussi des sédiments terrestres qui s'accumulent assez rapidement. »
L'analyse a révélé un minimum de poussière cosmique pendant la dernière ère glaciaire il y a environ 20 000 ans, indiquant une glace persistante qui a bloqué la poussière d'atteindre le fond marin. Alors que la planète s'est réchauffée après l'ère glaciaire, la poussière a réapparu dans les sédiments, signalant une glace réduite.
Liant la glace à la biologie, l'équipe a trouvé que la consommation de nutriments par les foraminifères — mesurée via des signatures chimiques dans leurs coquilles — était la plus élevée pendant les périodes de faible glace. « À mesure que la glace diminue à l'avenir, nous nous attendons à voir une consommation accrue de nutriments par le phytoplancton dans l'Arctique, ce qui a des conséquences pour la chaîne alimentaire », a déclaré Pavia.
Les facteurs possibles incluent une photosynthèse de surface améliorée due à moins de glace ou une dilution des nutriments par l'eau de fonte, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour distinguer les gains de productivité. « Si nous pouvons projeter le calendrier et les schémas spatiaux du déclin de la couverture de glace à l'avenir, cela nous aidera à comprendre le réchauffement, à prédire les changements dans les chaînes alimentaires et la pêche, et à nous préparer aux changements géopolitiques », a ajouté Pavia.
Les co-auteurs incluent Jesse R. Farmer de l'Université de Massachusetts Boston, Laura Gemery et Thomas M. Cronin du U.S. Geological Survey, et Jonathan Treffkorn et Kenneth A. Farley de Caltech. Le travail a été soutenu par la National Science Foundation et une bourse postdoctorale Foster et Coco Stanback.