Sous la calotte polaire australe se cachent les monts Gamburtsev, à l’origine encorebien mystérieuse. Et où l’eau remonte les pentes…
C’est un pays de pics infinis, de cimes fantomatiques, de vallées échancrées, de plateaux suspendus. Un lieu où l’eau des ruisseaux glisse vers l’amont! Un endroit digne des fascinants contes japonais de Miyazaki. Mais un monde que personne n’a jamais vu. En vrai du moins.
C’est pourquoi les monts Gamburtsev, cachés sous la calotte polaire de l’Antarctique, constituent le but de ce qui constitue peut-être la dernière grande expédition scientifique sur le continent blanc, tant leur origine reste mystérieuse. Impossible, bien sûr, d’aller s’y promener avec un marteau de géologue. Mais à Oslo, lors du congrès final de l’Année polaire internationale 2007-09, les chercheurs du projet AGAP ont révélé les premières reconstitutions en images de synthèse de ce socle antarctique, qui fut probablement le point de nucléation de la coque de glace qui recouvre le pôle Sud.
Les monts Gamburtsev ont été découverts en 1958 déjà. Une équipe russe avait parcouru une large zone proche de la station de Vostok avec un tracteur traînant un appareil faisant des mesures sismiques. Et était «tombée» sur des signaux indiquant la présence d’une chaîne rocheuse subglaciale. D’autres études ont été menées, le plus récemment en 2005; une équipe chinoise a confirmé qu’il y avait par endroits moins de 1000 m de glace aux environs de Dôme A, le point le plus élevé de la calotte, alors qu’ailleurs celle-ci peut être quatre fois plus épaisse. Mais ces recherches n’ont que partiellement levé le voile sur ces énigmatiques montagnes. «Elles ne devraient pas exister là. C’est comme si un archéologue ouvrait un tombeau dans une pyramide et y trouvait un astronaute!», aime à résumer Robin Bell.
Avec des équipes de six pays, cette glaciologue du Lamont-Doherty Earth Observatory de l’Université de Columbia (New York) a mis sur pied le projet AGAP, visant à établir une topographie précise des monts Gamburtsev. Une entreprise d’envergure menée dans les endroits les plus extrêmes du globe, parfois par des températures de – 80°C, qui a débuté en automne 2008. Deux avions ont été mobilisés, qui ont quadrillé près de 2 millions de km2, avec leurs instruments: GPS pour déterminer la position, radars pour mesurer l’épaisseur de la glace (et donc la topographie subglaciaire), magnétomètres et accéléromètres pour qualifier les couches rocheuses (magnétisme des roches, densité). Les scientifiques ont aussi mené des mesures sismographiques à partir de deux camps situés sur la calotte.
«Nous avons pu créer une carte géologique de la région sur 120 000 km2», se réjouit Kathryn Rose, géophysicienne au British Antarctic Survey (BAS). Il est désormais établi que les monts Gamburtsev, massif similaire aux Alpes, varient en altitude entre 1,2 km sous le niveau de la mer et 2,5 km au-dessus. Les scientifiques ont aussi répertorié les types de vallées (surtout en U ou en V, les premières dénotant la présence passée d’un glacier, les secondes trahissant une érosion par un cours d’eau). Ce qui les aide à déterminer comment la calotte s’est formée.
Une hypothèse avance que, il y a 34 millions d’années, de petits glaciers se sont créés sur les sommets de ces monts, créant les plateaux suspendus observés aujourd’hui grâce aux radars. Leur eau de fonte a creusé les fentes géantes des basses vallées. Puis, comme le montrent des mesures sur des isotopes recueillis au fond des océans, la température sur Terre a brusquement baissé de 8°C il y a 14 millions d’années. Cet événement a permis à la calotte de croître rapidement, tout en préservant le relief sous-jacent. «Pour nombre d’entre nous, les Gamburtsev étaient là avant l’apparition de la calotte», souligne Tom Jordan, géologue au BAS.
Reste la question qui taraude toute la communauté des glaciologues: comment ces montagnes se sont-elles formées? «En fait, on n’en sait trop rien…», admet le scientifique. Plusieurs théories existent, dont deux, en gros, dominent. La première postule l’existence d’un «point chaud» ayant passé sous l’Antarctique il y a des millions d’années. Cette poche de magma brûlant aurait pu assouplir la croûte terrestre, permettant à celle-ci de bomber un peu. Voire à quelques volcans de cracher leur lave. Et l’érosion ensuite de sculpter ensuite le relief. «Cette hypothèse ne tient plus bien la route, car nos mesures montrent que la densité rocheuse actuelle n’a pas subi l’influence d’un tel point chaud», affirme Tom Jordan.
Autre idée, plus traditionnelle, car elle rejoint le mécanisme connu pour l’apparition d’une chaîne montagneuse (Himalaya, Alpes, Andes): une élévation à la frontière de deux plaques tectoniques qui entrent en collision. Problème: les cimes fantômes de l’Antarctique se dressent fièrement au milieu du continent blanc, sans qu’il y ait trace à proximité de limites tectoniques…
En novembre 2008, des chercheurs de l’Imperial College de Londres sont encore venus compliquer l’affaire. En analysant des sédiments retrouvés dans des zones accessibles du bassin versant que constitue le réseau de vallées des Gamburtsev, ils ont montré que ces montagnes pouvaient en fait être vieilles de… 500 millions d’années. Ce qui en ferait les plus anciennes de la planète. «C’est surprenant, car une chaîne si ancienne ne devrait plus être si haute», commentait alors Tina van de Flierdt; elle aurait en effet été «aplanie» par l’érosion des glaces et les précipitations. «Mais il est possible qu’une ancienne ligne tectonique [qui date de cette époque] ait été réactivée», glisse la chercheuse.
Et voilà qu’aujourd’hui, cette nouvelle théorie est remise en question par Robin Bell: «Nos mesures radar montrent un double phénomène inédit: l’eau qui circule dans les vallées des Gamburtsev semble par endroits les remonter!» Ce qui jette un doute sur la pertinence des sédiments analysés dans l’expérience précédente… Mais comment est-ce possible? «La pression de l’épaisseur de glace est si grande au fond de ces vallées que l’eau, liquide, est poussée vers l’amont. Or au fur et à mesure qu’elle avance, cette pression baisse. Cela permet – deuxième phénomène – à l’eau de regeler. Et cette glace participe jusqu’à 10 à 20% à la création de la calotte. C’est un processus non négligeable!» Qui surtout chamboule l’idée que se faisaient les glaciologues de la formation de la chape glacée australe (par accumulation de couches en surface dues à des précipitations).
Ces travaux, âprement discutés durant le congrès d’Oslo, vont être soumis à la revue Science. «Ils montrent la complexité de l’hydrologie subglaciaire, conclut Robin Bell. Et ils sont cruciaux pour améliorer les modèles encore basiques décrivant la dynamique de fonte des calottes polaires en fonction du relief sous-jacent, et donc l’élévation possible du niveau des océans.» Un phénomène qui, par manque de données fiables, n’a jusque-là pas été pris en compte dans les rapports du GIEC.
