Dynamiques à court terme de la calotte antarctique durant la fin de l’Oligocène

Pourquoi la glace ancienne compte pour notre avenir

Les scientifiques cherchent des « expériences naturelles » montrant comment les grandes calottes glaciaires réagissent dans un monde plus chaud. Cette étude remonte d’environ 26 millions d’années, à une époque où le dioxyde de carbone atmosphérique était comparable à ce qui est attendu plus tard ce siècle, pour déterminer la réponse de la calotte antarctique. En forant des sédiments marins anciens et en analysant de minuscules coquilles fossiles et des signatures chimiques, les auteurs montrent que la glace en Antarctique augmentait et diminuait de façon bien plus spectaculaire et plus fréquente qu’on ne le pensait—fournissant des indices sur la rapidité à laquelle la glace, et le niveau de la mer, pourraient changer à l’avenir.

Un monde chaud qui ressemble beaucoup à celui de demain

La fin de l’Oligocène, entre environ 26,2 et 25,2 millions d’années, était plus chaude qu’aujourd’hui, mais l’Antarctique était déjà coiffé d’une vaste calotte. Le dioxyde de carbone atmosphérique est estimé avoir fluctué autour de 500–570 parties par million, proche des projections pour la fin de ce siècle. Parallèlement, les continents occupaient des positions légèrement différentes et les passages océaniques autour de l’Antarctique évoluaient encore, contribuant à établir le puissant courant circumpolaire antarctique. Cette combinaison de fortes concentrations de gaz à effet de serre, d’une circulation océanique modifiée et d’une importante calotte méridionale fait de la fin de l’Oligocène un précieux analogue à long terme pour notre climat à venir.

Lire l’histoire du climat dans de minuscules coquilles

L’équipe s’est concentrée sur le site 689 du programme de forage océanique, sur Maud Rise dans l’océan Austral, où les sédiments se sont accumulés de façon régulière sur le plancher océanique profond. Dans ces couches de boue, ils ont isolé des organismes unicellulaires appelés foraminifères benthiques, dont les coquilles en carbonate de calcium conservent la chimie et la température de l’eau ancienne. En mesurant les isotopes de l’oxygène et les rapports magnésium/calcium des coquilles, les chercheurs ont dissocié les variations de température des eaux profondes des variations du volume glaciaire global. Ils ont ensuite comparé cet enregistrement du volume de glace avec les isotopes de deux métaux, le néodyme et le plomb, présents dans les sédiments environnants. Ces isotopes métalliques agissent comme des codes-barres indiquant les types de roches érodées sur le continent antarctique et l’intensité de leur broyage et altération.

Une calotte qui ondulait au rythme du basculement terrestre

L’enregistrement fondé sur l’oxygène montre que la calotte antarctique durant cette fenêtre d’un million d’années était loin d’être statique. Le volume de glace oscilla entre des états comparables, voire supérieurs, à la masse de glace actuelle de l’Antarctique et des configurations beaucoup plus réduites, sans toutefois disparaître totalement. Ces oscillations coïncidaient non seulement avec de lentes variations orbitales de la Terre, dites cycles d’excentricité, mais aussi avec le cycle d’obliquité d’environ 41 000 ans. Cela signifie que l’angle de l’axe terrestre—qui contrôle la quantité de rayonnement solaire atteignant les hautes latitudes australes—a fortement rythmé la croissance et le recul de la glace antarctique, même sous de fortes concentrations de CO2. Par endroits, les variations reconstituées du volume de glace rivalisent avec celles déduites pour les ères glaciaires plus récentes du Pliocène et du Pléistocène.

Les empreintes des roches révèlent une érosion changeante

À mesure que la calotte s’étendait et se rétractait, elle raclait des ensembles différents de roches et a transporté leurs fragments et produits dissous vers l’océan. Cela se lit dans les signatures isotopiques du néodyme et du plomb changeantes au site 689. Durant les périodes plus froides et plus fortement glaciées, les sédiments montrent des impulsions de valeurs isotopiques indiquant une érosion renforcée des vieilles roches de l’Est antarctique proches de la marge, probablement lorsque la glace plus épaisse avançait et que des icebergs exportaient des débris. Dans les phases plus chaudes, le signal tend vers un fond « ouvert » dominé par du matériel circulant dans le gyre de Weddell, le grand tourbillon d’eau au large de l’Antarctique. Pour la majeure partie de l’enregistrement, les variations des isotopes métalliques suivent les changements du volume de glace, liant directement l’érosion continentale et la circulation océanique régionale à l’expansion et au recul de la calotte.

Preuve d’un géant de l’Est antarctique durable

Un des résultats les plus significatifs vient de la manière dont les isotopes du plomb dans les revêtements dérivés de l’eau de mer diffèrent de ceux des fragments de roche solide. Ce décalage persistant indique un mode d’altération chimique intense et inégal typique des roches broyées sous une grande calotte glaciaire. Les auteurs montrent que ce signal d’altération « incongruente » était déjà bien établi à la fin de l’Oligocène et est resté stable pendant tout le million d’années étudié. Combiné aux fortes mais incomplètes oscillations du volume de glace, cela suggère l’existence d’une importante calotte de l’Est antarctique, durable et substantielle, qui n’a jamais disparu, même durant les intervalles les plus chauds. Pour aujourd’hui, le message est qu’une grande calotte antarctique principalement terrestre peut perdurer sous de fortes concentrations de CO2, mais qu’elle peut néanmoins varier de façon spectaculaire en taille sur des échelles de dizaines de milliers d’années—variations qui se traduiraient par d’importantes et répétées fluctuations du niveau mondial des mers.

Citation: Creac’h, L., Brzelinski, S., Lippold, J. et al. Short-term Antarctic ice-sheet dynamics during the late Oligocene. Commun Earth Environ 7, 189 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03217-4

Mots-clés: calotte antarctique, paléoclimat, Oligocène, variation du niveau de la mer, océan Austral