Un peu de Géographie et Géologie sur l'Antarctique

Généralités sur l’Antarctique

L’Antarctique est le lieu de tous les extrêmes : le plus au sud, le plus froid, le plus sec, le plus venté et le plus haut. Le pourtour du continent fait 23 000 kilomètres et sa surface est de 13,5 millions de kilomètres carrés, soit presque une fois et demie plus grand que l’Europe et 26 fois plus vaste que la France.

Si l’on regarde une image satellite de l’Antarctique on ne distinguera que du blanc tout simplement car sa surface est recouverte à 98% de glace. Une partie des 2% restantes correspond à quelques zones de la péninsule Antarctique et à la vallée sèche située près de la base américaine de McMurdo. Sur internet tapez vallée sèche + Antarctique et vous verrez que cette zone est complètement vide de glace. Un territoire martien qui ne ressemble à aucun autre endroit sur Terre…assez impressionnant.

La calotte polaire recouvrant le continent fait en moyenne 2200 mètres d’altitude à l'est du continent et 1300 mètres à l'ouest. Elle atteint par endroits 4700 mètres d’épaisseur. L'épaisseur maximale de glace recensée est de 4776 mètres (située non loin de DDU) soit quasiment la hauteur du Mont Blanc juste en hauteur de glace. A cet endroit le poide le poids de la calotte est tellement important que la croûte continentale s'effonce jusqu'à 2500 mètres sous le niveau de la me. En moyenne, le continent Antarctique s’enfonce à 800 mètres sous le niveau de la mer. Pour les connaisseurs, c’est le phénomène d’isostasie alors attention dans les millions d’années à venir au rebond post-glaciaire si un jour la calotte vennait à fondre.

Qui dit glace, dit eau douce. Ce gigantesque réservoir d’environ 25 millions de kilomètres cubes est le premier réservoir d’eau douce de la planète puisqu’il contient 90% de la glace sur Terre et 80% des réserves d’eau douce. S’il y a des amateurs d’alcools qui viennent en Antarctique, qu’ils se rassurent il y a donc largement de quoi faire du pastis. Le seul problème c’est les cacahouètes, on risque d’en manquer.

On peut observer deux chaines de montagne en Antarctique. La première est la chaine transantarctique qui est la deuxième plus longue chaine de montagnes du monde (la première étant la Cordillère des Andes) avec 3500 kilomètres de long, une largeur de 250 kilomètres et une altitude moyenne de 2500 mètres. Le plus haut sommet de cette chaine est le mont Krikpatrick qui culmine à 4528 mètres. L’autre chaine montagneuse est située le long de la péninsule Antarctique. Elle s’étire sur 1600 kilomètres de long et c’est dans cette chaine que se situe le plus haut sommet de l’Antarctique, le mont Vinson, 4897 mètres.

En plus d’être le lieu de tous les extrêmes, on trouve aussi de nombreuses choses auxquelles, à priori, on ne s’attend pas quand on vient ici. Par exemple cette vallée sèche ou encore la rivière Onyx qui s’écoule dans cette même vallée mais le plus incroyable c’est qu’il existe des lacs au-dessous de la calotte (et oui!). Pour le moment les méthodes radars en ont identifié 150. Le plus grand d’entres eux est le lac Vostok situé à peu près sous la base russe portant le même nom. Il est situé sous 4000 mètres de glace et d’après les mesures il ferait 32 fois la taille du lac Léman et aurait une profondeur de 600 mètres. On peut se demander comment de l’eau liquide peut exister à cette profondeur et sous une telle épaisseur de glace. Il y a principalement deux raisons. La première est le flux géothermiques du sol c’est à dire la chaleur dégagée par le sol lui-même qui fait fondre la glace. La deuxième est la pression qui existe à cette profondeur. Elle est si importante qu’elle permet à l’eau de rester sous forme liquide.
Comme on le verra par la suite, l’Antarctique est recouverte de glace depuis des millions d’années et donc ce lac est isolé de notre atmosphère depuis aussi des millions d’années. Certains pensent même qu’il existe une forme de vie (du genre microbien) dans ce lac et qui serait à coup sûr différent de celle que l’on connaît. Il serait donc intéressant d’aller prospecter dans ce lac pour en savoir plus mais la majorité des scientifiques pensent fortement que de forer jusqu’au lac aura certainement des conséquences sur le système en place et sur la vie qui aurait pu s’y développer. La question est donc: comment en savoir plus sur la vie de ce lac (si elles existe) sans venir la perturber?

Il ne faut absolument pas voir le dessous de la calotte comme un milieu figé car on sait qu’il existe tout un réseau hydrographique reliant peut-être les différents lacs entres eux. De plus, les rivières viennent certainement se jeter dans tous les océans du globe. On peut penser alors qu’une pollution de ce réseau (comme un lac) pourrait alors à son tour polluer tous les océans de la planète du fait de la position polaire de l’Antarctique.

L’Antarctique possède aussi une vingtaine de volcans et les nombreuses coulées de laves observables sur les flancs des monts transantarctiques montrent que l’Antarctique a été le lieu d’une intense activité volcanique. Actuellement, le seul encore actif est le mont Erebus (3794 mètres) situé à côté de la base américaine de McMurdo. La particularité de ce volcan est d’avoir en son cratère un lac de lave liquide dont la température atteint les 1000°C.


Un peu de géologie

La géologie de l’Antarctique

L’Antarctique n’a pas toujours été à sa position géographique actuelle et n’a pas toujours été ce continent de glace que nous connaissons. Il fut un temps où de grandes forêts s’y développaient. Les fossiles de végétaux trouvés à divers endroits du continent ou sur les îles environnantes témoignent du développement de la végétation et cela à différentes époques puisque l’on a retrouvé des troncs fossiles datant du Crétacé (100 millions d’années) ou des fossiles de conifère datant de l’éocène (30-40 millions d’années).

L’englacement du contient est principalement due à la dérive des continents provoqué par la tectonique des plaques.

Petit rappel sur la dérive des continents:

Celui qui parla la première fois de la dérive des continents fut le météorologue Alfred Wegener en 1912. Il suggérait que les continents dérivaient à la surface de la Terre. Les géologues de l’époque le prirent pour un illuminé (qui en plus n’était pas géologue) car pour eux les continents étaient complètement immobiles. Néanmoins, il continua à défendre cette thèse et publia en 1924 avec son beau-père, le biologiste allemand Wladimir Köppen, un autre ouvrage où il affirmait non seulement que les continents bougeaient mais qu’en plus, leur dérive modifiait le climat. Leur idée était fondée sur des observations concrètes concernant des carottes sédimentaires prélevées en Inde. Celles-ci passaient d'une succession de couches contenant chacune une association différentes de pollens caractéristiques d’un climat particulier. Elles montraient que, dans un ordre chronologique, l’Inde était passé par un environnement tropical, équatorial, tropical à nouveau et enfin tempéré.

Il fallu attendre près de 50 ans pour que les hypothèses de Wegener soient unanimement acceptées par la communauté scientifique avec la découverte de la convection thermique (moteur de la dérive des continents), de l’expansion du plancher océanique, des dorsales océaniques et des zones de subduction.

Il y a plus de 200 millions d’années, il existait un super-continent appelé Gondwana. L’Afrique, l’Amérique du sud, l’Australie, l’Inde, la Nouvelle-Zélande, Madagascar, la péninsule Arabique, le Sri Lanka…et l’Antarctique étaient imbriqués. Si vous en voulez un preuve toute simple regardez la forme de l’Amérique du Sud et de l’Afrique de l’ouest ; si l’on colle les deux continents ça s’imbrique assez bien. Même exemple avec le sud de l’Australie et l’Antarctique, la pointe de l’Amérique du Sud et celle de la péninsule Antarctique ou encore la péninsule Arabique avec la corne de l’Afrique. Un autre exemple est que l’on retrouve des fossiles des mêmes dinosaures en Afrique et en Amérique du Sud.

Vers 180 millions d’années, le Gondwana va se disloquer en commençant par l’ouverture de l’océan Atlantique avec la séparation de l’Afrique et l’Amérique. Puis il y a 60 millions d’années l’Antarctique va commencer à se séparer de l’Australie pour petit à petit migrer en position polaire. Mais encore à cette époque, elle était relié à l’Amérique du sud et malgré sa position quasi polaire le climat y était modéré et les forêts se développaient.

Toujours via le phénomène de tectonique des plaques, l’Antarctique va poursuivre un peu plus sa migration vers le pôle sud et va alors se séparer de l’Amérique du sud. On estime que l’englacement de l’Antarctique a commencé à la limite Éocène-Oligocène (environ 34 millions d’années) suite à cette séparation. Cette dernière est aussi appelé l’ouverture du passage du Drake (les 1000 kilomètres qui séparent les deux continents) et a provoqué la naissance du courant circumpolaire c’est à dire un fort courant d’ouest qui isole thermiquement le continent provoquant ainsi une forte chute des températures et donc le début de l'englacement du continent.

Néanmoins, la calotte telle que nous la connaissons ne s’est pas formée instantanément. Au départ, il y avait des glaciers qui s’écoulaient des montagnes puis ils ont commencé à s’étaler dans les vallées jusqu’à former cette couche de glace qui s’étend au loin vers l’horizon. Au fil des millions d'années, l’accumulation de la neige a fait s’épaissir la calotte.

Globalement, le continent est composé de deux blocs qui ont une origine géologique différente. Il y a 200 millions, la partie orientale du continent faisait partie du supercontinent appelé Gondwana. Ces roches sont globalement datées à 2,5 milliard d‘années. La partie occidentale provient de l’extrémité méridionale du contient sud-américain et ressemble plutôt à un archipel d’île.

La chaine transantarctique, qui sépare la partie orientale de l’occidentale, ainsi que la chaîne de la péninsule ou encore quelques édifices volcaniques témoignent de la présence de la roche au-dessous de la couche de glace.

La dérive des continents joue sur le climat de notre Terre et Wegener l’avait bien compris au début du XX° siècle.
L’ouverture du passage du Drake suivi de l’englacement de l’Antarctique a bouleversé le climat pour créer celui que nous connaissons actuellement. Cela a provoqué cette grande différence de température entre l’équateur et les pôles permettant la mise en place de grands courants atmosphériques qui vont de l’équateur aux pôles afin d’essayer de compenser ce déséquilibre thermique. Et oui la nature a horreur des déséquilibres et cherche souvent à les compenser.

Il est dorénavant prouvé qu’aux échelles géologiques (c’est à dire sur des millions d’années), les continents peuvent influencer le climat de multiples façons. Leurs positions, leur surface,... modifient la circulation atmosphérique et océanique, la teneur atmosphérique ou encore la formation de calotte glaciaire.
On pourrait se dire simplement que les glaces se forment principalement aux pôles car il y arrive beaucoup moins d’énergie qu’à l’équateur. Vrai, mais insuffisant pour expliquer la présence d’une si grande calotte de glace au pôle sud.

Dans les années 80, les méthodes de reconstructions climatiques sont devenues fiables. Il a été trouvé que les phases caractérisées par des calottes de glace aux pôles, comme celle que nous connaissons aujourd’hui sont rares : à peine 5% de l’histoire de la Terre. La dernière fois que pareil événement s’est produit, c’était il y a 300 millions d’année. Lorsqu’on rapproche histoire climatique et géographique, on s’aperçoit que pour avoir l'apparition de glaces polaires, un ou plusieurs continents se trouvent à proximité des pôles.


La géologie de la Terre Adélie

Les roches de la Terre Adélie sont datées du paléoproterozoic (pardon pour le nom barbare) c’est à dire il y a plus de 1,7 milliards d’années. A titre de comparaison, les plus vieilles roches trouvées sur Terre sont datées à 3,8 milliards d’années. On retrouve les mêmes roches constituant la Terre Adélie à l’ouest d’Adélaïde en Australie, ce qui signifie qu’il y a bien longtemps de ces deux parties étaient collées (Gondwana ?). En réalité ces deux parties étaient déjà collées bien avant le Gondwana. A l’époque où il existait un autre super continent appelé Rodinia.

Le fait que les roches soient si vieilles c’est qu’elles contiennent énormément de silice. Ce minéral est extrêmement résistant à toute altération (mécanique mais surtout chimique) à la différence par exemple des roches calcaires qui s’altèrent très bien au contact de l’eau. Pensez à certains massifs calcaires comme par exemple le Vercors (à côté de Grenoble) ou le plateau d’Albion (pas très loin d’Avignon) qui sont de véritables gruyères, faisant la joie des spéléologues mais qui vont avoir beaucoup de mal à faire la même chose par ici. À part dans le glacier bien sûr...

Les roches constituant le chapelet d’île sur lequel la base a été construite sont des roches magmatiques comme les granites ou les gneiss formées par des phénomènes tels que la lente remontée de filons magmatiques au sein de la croûte terrestre ou encore l’enfouissement des roches dans cette même croûte (phénomène de métamorphisme). Je n’en dirai pas plus car ce n’est pas le but de ce message mais il existe de nombreuses explications sur internet qui vous permettront d’en savoir plus sur ces phénomènes géologiques (et qui seront illustrés).

A ma connaissance il n’y a pas de roches sédimentaires ou d’accumulation dans le coin tels que le calcaire ou les grès, mis à part les bouts de silice réparties un peu partout sur l’ile qui ont permit de nombreuses constructions sur la base mais qui font aussi le bonheur de nos petits adélies lorsqu’ils font leur nids.

En accompagnement de ce message j’ai mis une carte (ci-dessous) représentant une partie du Gondwana au début de sa dislocation. Je l’ai trouvé dans un livre qui s’appelle La Dérive des Continents.


Dessin représentant une partie du Gondwana tiré du livre la Dérive des Continents

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