Au pôle Nord, la calotte de glace du Groenland fond inexorablement sous l’effet de l’accélération du réchauffement climatique. Si sa fonte totale est attendue par les scientifiques, les projections restent encore incertaines, tant les instabilités à venir sont difficiles à prévoir. Spécialisée en géosciences marines et doctorante au sein du laboratoire Geo-Ocean sur le site Ifremer de Brest, Clara Lery tente d’identifier et de reproduire les instabilités majeures de cette calotte glaciaire au cours des grands bouleversements climatiques passés. Son objectif est de simuler ses différents comportements à partir de plusieurs scénarios climatiques, afin d’évaluer ses réponses potentielles aux variations des conditions climatiques futures.
Par Carole Saout-Grit
Photo de couverture : Vue aérienne de la calotte glaciaire de la partie est du Groenland ©️ Hannes Grobe 2007
Territoire danois autonome situé entre l’Atlantique Nord et l’océan Arctique, le Groenland s’étend entre 60°N et 84°N sur une superficie continentale de 2,2 millions de kilomètres carrés. Plus de 80% de son territoire est recouvert par une calotte glaciaire, dénommée Greenland Ice-Sheet ou GrIS en anglais, jouant un rôle clé dans la dynamique climatique de l’hémisphère Nord.
Si la fonte des calottes polaires sous l’effet du réchauffement climatique est attendue par les scientifiques pour provoquer une élévation du niveau de la mer de 0.6 m à 1.1 m d’ici 2100, cette estimation est probablement sous-évaluée. Les paléosciences suggèrent en effet que des instabilités majeures des marges glaciaires marines (telles que des fontes accélérées ou des instabilités de grande ampleur), non observées ces dernières décennies, pourraient se produire dans un futur proche. S’il est encore difficile de prédire l’évolution du comportement de la calotte glaciaire groenlandaise face aux instabilités à venir, il est crucial d’identifier les bouleversements climatiques majeurs du passé pour mieux comprendre la façon dont elle a pu y réagir.
La dynamique des fjords de Scoresby Sund passée à la loupe
Au cours des grands bouleversements climatiques survenus au cours des 25 000 dernières années correspondant au Dernier Maximum Glaciaire, la GrIS a connu des instabilités majeures. Au Scoresby Sund, un système de fjords gigantesque situé dans le centre-est du Groenland, cette évolution s’est matérialisée sur cette période par un retrait glaciaire d’environ 300 km, dont l’histoire est préservée dans les sédiments. Deux fjords, celui du Scoresby Sund à 70°N et celui du Kaiser Franz Joseph Fjord à 73°N, constituent à eux deux l’exutoire d’un bassin versant glaciaire de près de 160 000 km² à l’est du Groenland. Représentant ainsi presque 10% de la GrIS, ils constituent des cibles privilégiées pour l’étude des paléo-instabilités glaciaires.
Scoresby Sund, Greenland ©️ Hannes Grobe, 2010
Spécialisée en géosciences marines et passionnée par la dynamique des glaciers, Clara Lery se penche spécifiquement sur cette zone du Scoresby Sund, baptisée « Kangertittivaq » par les Groenlandais.
Doctorante depuis 2024 sur le site Ifremer de Brest, elle a pour objectif de combiner géologie marine et simulations glaciologiques 3D pour identifier et étudier les instabilités passées de la GrIS dans cette zone, en se concentrant sur la période des 15 000 dernières années durant laquelle la calotte est passée d’une configuration « marine » avec une glace débordant largement sur l’océan, à une configuration « terrestre ».
Clara Lery sur la mission One Ocean Expedition dans l’océan Arctique, en partenariat avec l’Université de Tromsø ©️ Vincent Denarié
Une approche pluridisciplinaire innovante entre données et modèle numérique
Le premier objectif de Clara est de reconstruire la dynamique glaciaire et les instabilités de la marge est de la GrIS au cours de son retrait post-glaciaire et holocène par une approche de géologie marine combinant sédimentologie-stratigraphie, minéralogie, géochimie élémentaire et isotopique. Ce travail s’appuiera sur des carottes sédimentaires prélevées dans le Scoresby Sund entre 70°N et 75°N.
Dans une deuxième phase, un volet modélisation utilisant le modèle GRISLI (Grenoble Ice Sheet and Land Ice) est prévu, afin de traduire cette dynamique glaciaire (en termes d’amplitude, de durée, de vitesse et de température) en paramètres glaciologiques régionaux au travers de simulations numériques 3D. Ce volet modélisation permettra de simuler différents comportements de la calotte groenlandaise à partir de plusieurs scénarios climatiques, afin d’évaluer ses réponses potentielles aux variations des conditions climatiques futures.
Dans un troisième temps, il s’agira d’identifier les forçages climatiques directs (comme les températures, l’insolation et le CO2) et indirects (comme le rebond isostatique) qui expliquent cette dynamique glaciaire, afin de mieux comprendre les facteurs influençant les variations de la calotte groenlandaise.
Clara Lery manipule les sédiments en salle blanche ©️ C. Lery
Clara est accueillie au sein du laboratoire Geo-Ocean (unité mixte de recherche CNRS–Ifremer–UBO–UBS) sur le site Ifremer de Brest, ainsi qu’au sein du LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, unité mixte de recherche CEA-CNRS-UVSQ) de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) à Paris pour la partie modélisation numérique. Clara bénéficie également de collaborations avec les équipes allemandes de l’Institut Alfred Wegener (AWI) et anglaises de l’Université de Loughborough.
Financés par le Programme Prioritaire de Recherche Océan et Climat, ses travaux de thèse sont dirigés par Stephan Jorry (Ifremer) et co-encadrés par Samuel Toucanne (Ifremer) et Aurélien Quiquet (LSCE). Ils s’inscrivent dans le cadre du projet PATATRAS (PAléo-insTAbilité des calottes polaires à la TRAnsition terre-mer :une approche données/modèleS). Si les premiers résultats sont déjà très prometteurs, l’ensemble de ces travaux devrait apporter une meilleure compréhension des instabilités glaciaires, permettant in fine d’améliorer les projections d’élévation du niveau marin dont dépend notre adaptation au changement climatique en cours.
Trois questions à Clara Lery
Pourquoi avoir voulu faire une thèse en sciences marines ?
La géologie est une science qui permet d’étudier les environnements et les climats du passé, ainsi que des événements qui ne sont plus visibles aujourd’hui et qui se sont produits il y a des milliards d’années pour certains. C’est absolument passionnant ! Lorsqu’on y ajoute la composante marine, tout aussi fascinante et présente depuis pratiquement le début de l’existence de notre planète, on réalise à quel point tous les systèmes terrestres sont liés. C’est pourquoi s’intéresser aux sciences marines m’a semblé à la fois plus complexe, mais aussi encore plus enrichissant.
Qu’est-ce qui t’a donné envie quand tu as postulé à ce sujet de thèse ? Quelles étaient tes motivations ?
J’ai été fascinée très jeune par la dynamique des glaciers et leur rôle dans le système climatique. Ce sont des systèmes tellement sensibles et à la fois si puissants ! Ils peuvent disparaître et se reformer en quelques milliers d’années, et tout ça en ayant un impact colossal sur ce qui les entoure (courants océaniques, températures, élévation du niveau marin…). C’est pourquoi j’ai été assez déçue et surprise qu’on m’en parle très peu au cours de mon parcours universitaire en géosciences marines. J’ai donc pris les devants et fait des stages dans le domaine des interactions glace-roche dans l’objectif que cela puisse aboutir à une thèse. J’ai pu remarquer que les glaciers sont très étudiés et pourtant encore mal connus. C’est pour apporter ma petite pierre à l’édifice de ces connaissances que j’ai voulu faire une thèse sur ce sujet.
Comment imagines-tu ton futur après cette thèse ?
Au cours de ma thèse, je suis très investie dans des projets de médiation scientifique. J’ai pu intervenir dans un EHPAD, des centres de loisirs et des écoles. Nous montons notamment une pièce de théâtre dans le cadre du financement PPR Arts-Sciences. Je me suis aperçue que mon travail prenait réellement sens lorsque je le partageais avec des personnes qui n’ont pas accès à ces connaissances. Le fait de transmettre, d’expliquer et de rendre ces sujets accessibles m’a particulièrement marquée. C’est à ce moment-là que j’ai compris que la transmission et la vulgarisation scientifique étaient probablement ma vocation. C’est pourquoi je souhaiterais m’orienter vers l’enseignement ou vers la médiation scientifique.
Référence : Clara Lery, « Paléo-insTAbilités des calottes polaires à la TRAnsition terre-mer : une approche donnéeS/modèle (PATATRAS) », thèse 2024-2027
Contact : clara.lery@ifremer.fr