Le projet ADELISE vise à suivre la composition isotopique de l’eau dans la vapeur d’eau, la précipitation, la neige soufflée et la neige de surface sur le site côtier et très venteux de Dumont d’Urville.
L’estimation du bilan de masse de surface actuel en Antarctique est entachée de larges incertitudes. D’une part, la quantité de précipitation est difficile à estimer à cause de l’influence de la re-déposition par le vent, ce phénomène étant particulièrement important dans les régions côtières à cause des forts vents catabatiques. D’autre part, il est très difficile d’estimer la part des échanges avec l’atmosphère (sublimation/condensation) à cause de la dynamique mal connue de la couche limite (présence de neige soufflée, de sursaturation, impact de la turbulence…). Pourtant, dans le contexte actuel de changement climatique, il est essentiel de connaître l’évolution de ce bilan de masse en regard des variations climatiques sur la période récente. Le faible nombre de stations d’observations rend difficile ce travail sur le continent Antarctique.
La mesure des isotopes de l’eau sur des carottes de neige ou de glace courtes en Antarctique est actuellement le meilleur outil pour reconstruire la variabilité climatique en l’absence de mesures instrumentales. En effet, à cause de l’appauvrissement en isotopes lourds des masses d’eau lors de la distillation des basses vers les hautes latitudes, il est possible de lier les variations de températures aux variations de composition isotopique. Cependant, la composition isotopique de la neige est sensible à de nombreux autres effets lors de la formation et déposition de la neige (effet de fractionnement cinétique, ré-évaporation) ainsi qu’après sa déposition (diffusion, sublimation et dépôt de givre). Si ces effets rendent plus complexe l’interprétation directe des isotopes de l’eau en termes de variations de température du passé, ils permettent aussi d’obtenir d’autres informations sur les conditions de déposition et les flux d’eau à la surface des calottes de glace.
Dans le cadre de ce projet, nous effectuons des mesures isotopiques à la fois dans la vapeur de l’eau, dans les précipitations, dans la neige soufflée et dans la neige de surface sur la base de Dumont d’Urville avec un suivi continu en été et en hiver. Les mesures isotopiques complètent les mesures effectuées sur les instruments LIDAR, RADAR et pluviomètre en place sur cette station pour caractériser la signature isotopique de la neige soufflée et tracer les effets de post-déposition sur la neige de surface. Les mesures isotopiques seront combinées à des mesures chimiques pour comprendre la signature des arrivées d’air marin ainsi que l’influence de la glace de mer et permettront d’interpréter plus finement les enregistrements chimiques et isotopiques des carottes de glace et neige courtes issues du récent projet ASUMA en Terre Adélie. Finalement, le déploiement d’un système parallèle de mesures isotopiques de surface à la station Antarctique de Dôme C à la même période permet d’estimer la fonction de transfert isotopique entre la côte et le plateau Est Antarctique et une meilleure interprétation des profils isotopiques de la carotte profonde de Dôme C.
Enfin, ce projet intègre une part importante de modélisation grâce au modèle atmosphérique régional MAR déjà largement appliqué pour la Terre Adélie et pour lequel l’implémentation des isotopes de l’eau est en cours.
Des premiers résultats pour ce programme sont présentés dans cet article: A dedicated robust instrument for water vapor generation at low humidity for use with a laser water isotope analyzer in cold and dry polar regions.