EPFL: Un tour complet de l'Antarctique pour la science

Percer à jour les mystères de l'Antarctique! Tel est le défi, un brin herculéen, de la première expédition scientifique - baptisée ACE (pour Antarctic Circumnavigation Expedition) - qui fera le tour complet du continent antarctique. Un voyage initiatique qui vient de démarrer ce mardi 20 décembre au Cap, en Afrique du Sud, et qui durera trois mois.

A l'heure du réchauffement climatique, il devient crucial d'avoir une meilleure compréhension de l'océan Austral - le plus grand puits de carbone de la planète. Cette «circumexpedition», pilotée par le tout jeune Institut polaire suisse, emmène ainsi plus de 50 chercheurs venus du monde entier à bord du brise-glace russe Akademik Treshnikov. Au total 22 projets de recherches – dont quatre suisses – touchant à la glaciologie, l'océanologie et la biologie y seront menés. «Personnellement, je suis très excitée et honorée de participer à cette expédition. Je suis impatiente de mesurer l'atmosphère dans cette partie du monde. Ce sera une aventure aussi bien scientifique que personnelle», confie Julia Schmale de l'Institut Paul Scherrer, coordinatrice du projet «L'Antarctique comme révélateur de l'atmosphère de l'ère préindustrielle».

La mobilisation de la Suisse pour la recherche polaire peut surprendre. Mais pas tant que cela finalement. «La participation à une expédition internationale d'une telle ampleur est très attrayante car elle nous permet de collecter de nouvelles données dans une région relativement peu explorée d'un point de vue scientifique. Cela place la recherche polaire suisse, qui s'intéresse aussi à l'impact du changement climatique dans les Alpes - parfois aussi nommé «le troisième pole» - dans une excellente position», assure la chercheuse Dr. Franziska Aemisegger dans le groupe de recherche du Prof. Heini Wernli qui investiguera sur les interactions air-mer.

De son côté, Julia Schmale parle d'implications indirectes: «Grâce à nos résultats, nous pouvons aider à mieux quantifier le budget de l'énergie dans l'océan Austral, une région qui est importante pour le climat mondial, afin de contribuer à la quantification des changements climatiques causés par l'homme. Des prévisions plus précises aideront tout le monde à relever le défi», explique-t-elle.

Le projet consiste «à revoir le rôle des bactéries vis-à-vis du cycle du carbone (ndlr. Lire en boxe), mais aussi celui des virus qui reste encore largement inconnu et probablement sous-estimé. En effet, compte tenu qu'une goutte d'eau peut contenir une centaine de milliers de bactéries et 1 million de virus, leur rôle est probablement considérable.»

Concrètement, il s'agira pour l'équipe non seulement d'étudier mais aussi de cartographier la biodiversité bactérienne et virale ainsi que leur distribution autour du pôle Sud. Une première dans la région. Pour ce faire, 50 à 60 stations sont prévues pour les prélèvements de bactéries; 30 pour le fer. Parmi les haltes principales: le glacier de Mertz, les îles Crozet, les Îles Kerguelen et l'océan Austral en dessous du front polaire. Les échantillons, ramenés en Suisse, seront rendus accessibles «à l'ensemble de la communauté scientifique dans le but de favoriser la recherche antarctique».

La stratégie de l'équipe de Julia Schmale est simple: mesurer en continu (24 heures / 24, 7 jours / 7) la composition de l'air. «Nous somme intéressés à voir les différents environnements et conditions climatiques lorsque nous traversons les diverses latitudes et longitudes.» Les données seront analysées une fois de retour en Suisse.

«L'océan Antarctique est un environnement unique avec très peu d'influence anthropique, où les aérosols et les nuages ??peuvent être étudiés dans des conditions pré-industrielles», indique son collègue Martin Gysel. Et d'ajouter: «L'objectif est donc de comprendre comment ces particules se forment dans ces conditions et comment elles influencent les propriétés des nuages. Il est nécessaire de connaître les propriétés des aérosols naturels et les interactions entre les aérosols et les nuages ??pour calculer l'effet anthropique, c'est-à-dire la différence entre les périodes préindustrielles et actuelles, et l'océan Antarctique est l'endroit où les conditions vierges se produisent encore fréquemment.

L'idée est d'avoir une compréhension du rouage complexe qui anime le cycle de l'eau. «Cette recherche est primordiale. Cela nous permet de mieux prévoir et anticiper les impacts d'événements extrêmes liés à ce cycle comme les pluies torrentielles ou les sécheresses qui affectent aussi la Suisse, sa population et son infrastructure», explique la chercheuse Dr. Franziska Aemisegger du groupe de recherche du Prof. Heini Wernli à l'ETH Zurich.

Il s'agira pour l'équipe du professeur de réaliser des prélèvements de précipitations et d'eau de mer. Parmi les haltes: l'île Marion, l'île de la Possession, Hobart, Macquarie, Punta Arenas, Géorgie du Sud, puis Le Cap. Sur les îles, des échantillons d'eau de surface comme des petits lacs ou courants d'eau seront pris. De plus, des radiosondages seront régulièrement effectués à l'aide de ballons-sondes envoyés dans l'air. Ces derniers livreront d'importantes informations sur la structure de l'atmosphère. Par ailleurs, les propriétés de l'humidité dans l'atmosphère seront également analysées en détail.

L'équipe de Katherine Colby Leonard se concentrera principalement sur les précipitations. Elles représentent une des trois sources d'eau douce à la surface de l'océan – les deux autres étant la fonte de la calotte glaciaire et des icebergs ainsi que la banquise à la surface de la mer. – et sont les moins étudiées. Concrètement, il s'agira de les mesurer durant toute l'expédition et d'étudier leur influence sur l'océan Austral qui est devenu moins salé ces dernières années.