Lampe frontale sur la tête, le chercheur Dominique Genty s’engouffre plusieurs fois l’an, depuis 1992, dans les kilomètres de galeries souterraines de Villars, en Dordogne, pour y déchiffrer l’évolution du climat.
Sous une plateforme métallique permettant aux touristes d’admirer des silhouettes de chevaux dessinées il y a 20.000 ans ou le spectacle féérique des milliers de stalagmites, stalactites et autres coulées de voile de calcaire, le paléoclimatologue périgourdin montre deux trous percés durant ses recherches sur les « spéléothèmes », ces dépôts minéraux du milieu souterrain.
La grotte renferme des informations inestimables : l’oxygène présent dans l’eau de pluie infiltrée, accumulée et dissoute sous terre pour former, au fil des millénaires, des concrétions de calcaire, et le carbone, issu de la succession de plantes au-dessus de la grotte.
Des stalagmites enregistreurs
En fixant les deux éléments, ces stalagmites ont « enregistré » le climat du passé. « Leur variation est liée à l’abondance ou non de la végétation au-dessus de la grotte, et comme la présence de végétation à la surface est directement liée au climat, ces éléments nous renseignent sur son évolution », résume ce directeur de recherche au CNRS.
Avec Ludovic Devaux, ancien plongeur de la Marine nationale désormais assistant ingénieur, le chercheur explore ainsi les grottes européennes et nord-africaines pour y prélever des stalagmites, véritables « archives climatiques ». Seules les concrétions déjà cassées sont découpées à la scie diamantée pour ne pas « détruire l’esthétique » des lieux, proche de celle observée par les premiers homo sapiens.
Déchiffrer « le signal climatique »
Dans son laboratoire bordelais, armé d’une fraise de dentiste, le scientifique « échantillonne » ensuite les poussières de calcite sur les stalagmites récoltées. Il les insère dans un spectromètre de masse pour mesurer l’abondance des isotopes de carbone et en déchiffrer « le signal climatique ». Un outil similaire, mesurant l’uranium et le thorium, permet de dater l’échantillon en remontant jusqu’à 500.000 ans. En Chine, un chercheur a même retracé l’évolution des moussons locales depuis 640.000 ans.
À Villars, l’analyse chronologique des teneurs en carbone 14 (C14) – un isotope radioactif du carbone – des stalagmites a permis de détecter l’impact du pic des essais nucléaires menés dans le monde durant la guerre froide. « Les essais menés à cette époque ont dégagé beaucoup de C14 dans l’atmosphère », qui s’est infiltré ensuite dans le vivant, puis, via l’eau de pluie, dans les stalagmites souterraines, selon les chercheurs. Le pic de C14 mesuré dans d’autres grottes de France, de Slovénie et de Belgique, intervient à chaque fois en décalage de plusieurs années après 1963, date du traité de Moscou qui mit fin aux essais nucléaires dans l’atmosphère.
Cette découverte « prouve » que l’essentiel du carbone tiré des stalagmites était bien celui présent auparavant dans l’atmosphère et la végétation, et sert de « traceur » pour mieux connaître le temps d’infiltration de l’eau et du carbone entre la surface et la grotte. Elle a permis d’accréditer la discipline, désormais en plein essor avec des dizaines de laboratoires en Autriche, Allemagne, France, Royaume-Uni, Australie, États-Unis ou Chine.
« Jamais un tel réchauffement rapide dans une période interglaciaire »
Avec une datation plus longue, des données localisées, et un faible coût d’expédition, la recherche sur les « spéléothèmes » des grottes complète l’analyse des carottes glaciaires ou marines, autres mémoires du climat, prélevées dans les pôles et les océans. Elle reconstitue les grands cycles de l’histoire du climat, entre période glaciaire et interglaciaire, engendrés par l’évolution des paramètres de l’orbite de la Terre, et détecte les variations abruptes à l’intérieur de ces cycles.
Les « progrès technologiques » permettront aussi bientôt « d’estimer les températures moyennes » d’époques lointaines, parie M. Genty, en modélisant en 3D une stalagmite de la grotte, avec une application grand public de son smartphone.
Pour évaluer le réchauffement actuel lié à l’activité humaine, le chercheur a installé depuis 1993 des capteurs souterrains, afin de mesurer l’évolution des températures, de l’écoulement de l’eau ou de la teneur en CO2. À 35 mètres sous terre, dans un environnement ultra-stable, le duo de scientifiques actualise, sur un ordinateur portable, les températures relevées : 12,2°C contre 11,1°C il y a trente ans. Une augmentation « énorme » en si peu de temps. « On a déjà connu des changements brutaux » dans les cycles du passé mais « jamais un tel réchauffement rapide dans une période interglaciaire », comme actuellement, observe M. Genty.
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