​Les signaux isotopiques de l'eau enregistrés dans les carottes de névé peu profondes sont essentiels pour retracer les variations du climat et du cycle hydrologique atmosphérique au cours des dernières décennies, voire des derniers siècles. Cependant, les effets liés au dépôt et à la post-dépôt ajoutent un signal supplémentaire, souvent appelé « bruit stratigraphique », au signal isotopique. Une façon de réduire ce bruit stratigraphique local consiste à combiner plusieurs carottes de névé prélevées au même endroit.

Analyse comparative de carottes prélevées en Terre-Adélie

Une équipe du LSCE (CEA, CNRS, UVSQ) étudie la composition isotopique de l'eau et les données chimiques issues de 9 carottes de névé (profondeur de 20 à 40 m) forées en 2016 sur 3 sites (D47, Stop5 et Stop0) présentant des taux d'accumulation élevés (∼ 200 mm d'eau équivalente par an) le long d'un transect (ligne droite tracée sur un territoire et que les chercheurs essayent de suivre en notant les obstacles rencontrés) entre la côte et le plateau de la Terre Adélie en Antarctique (à une distance de 100 à 385 km de la station côtière Dumont d'Urville).

Chaque carottage couvre au moins la période allant de 1979 à 2016, et les mesures à haute résolution permettent de saisir les variations saisonnières tant dans les enregistrements chimiques qu'isotopiques. Sur chaque site, les similitudes observées dans les variations de nssSO₄ et de δ¹⁸O entre les différents carottages ont été utilisées pour combiner les trois enregistrements isotopiques en une seule courbe isotopique superposée, améliorant ainsi le rapport signal/bruit.

Données superposées et incertitude de datation associée (1σ) calculée par Paleochrono, en noir. Les enveloppes ombrées des courbes superposées correspondent aux valeurs minimales et maximales des enregistrements individuels pour chaque site. Les courbes bleues et rouges représentent les enregistrements δ18O des VFC déduits respectivement des résultats d'ECHAM6-wiso et de LMDZ6iso. La courbe orange pour le site Stop5 correspond à la courbe composite δ18O après avoir fixé au 1er janvier de chaque année la date du pic de nssSO4. La résolution en profondeur du VFC est de 5 mm.

Des données de terrains qui confirment les modèles numériques

Sur les sites Stop5 et Stop0, les profils isotopiques de l'eau issus des enregistrements superposés sont en concordances avec ceux obtenus à partir de la modélisation de carottes de névé virtuelles. Ces derniers ont été calculés à l'aide des deux modèles de circulation générale atmosphérique intégrant les isotopes, ECHAM6-wiso et LMDZ6iso, sur la période 1979-2016. Un résultat qui confirme les bonnes performances de ces deux modèles pour la région de la Terre Adélie.

Sur le site très venteux de D47, il n'est pas possible d'obtenir un signal cohérent à partir des trois carottes individuelles, car les signaux isotopiques et ceux liés aux impuretés sont beaucoup plus affectés par le bruit stratigraphique.

Cette étude confirme que, même si l'intérêt de la superposition est limité sur les sites très venteux, la combinaison de plusieurs carottes est d'une importance capitale pour reconstituer fidèlement la variabilité des isotopes de l'eau sur un site donné. Nous montrons également que l'enregistrement empilé permet d'identifier certains signaux climatiques marqués enregistrés dans les profils d'isotopes de l'eau.