Le 14C cosmogénique produit in situ : un outil émergeant pour étudier les phases de retrait des glaciers alpins au cours de l’holocène
Résumé
Couplé au 10Be cosmogéniques in situ, le 14C produit au sein de quartz (14C in situ) offre du fait de sa courte demi-vie (5.7 ka) l’opportunité unique de déterminer des historiques d’exposition, simples ou complexes (incluant l’enfouissement et l’érosion), à des échelles temporelles jusqu’à ~20 ka. Cette échelle de temps est particulièrement importante dans le contexte des variations paléoclimatiques caractéristiques de l’interglaciaire actuel, « l’Holocène », qui a commencé il y a ~12 ka. Néanmoins, la mesure en routine de la concentration du 14C in situ est actuellement maitrisée par peu de laboratoires dans le monde, le principal défi consistant à extraire du quartz les quantités infimes du 14C in situ tout en les séparant du radiocarbone atmosphérique. Au CEREGE, la première ligne d’extraction 14C in situ en France est actuellement en train d’être mise au point quant à son niveau de blanc et de la reproductibilité des extractions et sera présentée dans cette exposée. Nous allons également présenter l’approche émergeante qui permet de déterminer les phases de retrait glaciaire au cours de l’holocène, à l’exemple de l’étude du Steingletscher (Alpes centrales, Suisse) (Schimmelpfennig et al., 2021). L’approche consiste à coupler les mesures des deux nucléides 14C in situ et 10Be produits dans le quartz du substrat rocheux récemment déglacé. Grâce à leurs demi-vies très différentes, les concentrations des deux nucléides évoluent différemment en fonction de la durée d’exposition, la durée d’enfouissement et de l’érosion subie par la surface rocheuse sous la glace. Ces mesures combinées permettent in fine de tenir compte des effets de l’érosion sur les concentrations des deux nucléides. Associés à la datation de moraines dans la marge glaciaires du Steingletscher (Schimmelpfennig et al., 2014), les résultats montrent que, suite à la déglaciation progressive au début de l’holocène, le glacier s’est retiré vers 10 ka et a gardé une extension similaire ou plus petite que celle de l’année 2000 pendant ~7 ka. Vers 3 ka, le glacier a avancé au-delà de son extension maximale du Petit Âge Glaciaire (PAG, 13e-19e siècle), puis jusqu’au 19e siècle il est principalement resté confiné entre son extensions du PAG et de l’année 2000. Ces résultats seront comparés à d’autres chronologies glaciaires existantes dans les Alpes et discutés dans le contexte de l’évolution des températures de l’holocène, leurs forçages et la signification en rapport avec le retrait glaciaire actuel dû au réchauffement anthropique.
Schimmelpfennig, I., Schaefer, J., Lamp, J., Godard, V., Schwartz, R., Bard, E., Tuna, T., Akçar, N., Schlüchter, C., Zimmerman, S., ASTER Team (2021): Glacier response to Holocene warmth inferred from in situ 10Be and 14C bedrock analyses in Steingletscher’s forefield (central Swiss Alps). Clim. Past Discuss. [preprint], https://doi.org/10.5194/cp-2021-110, in review
Schimmelpfennig, I., Schaefer, J.M., Akçar, N., Koffman, T., Ivy-Ochs, S., Schwartz, R., Finkel, R.C., Zimmerman, S., Schlüchter, C. (2014): A chronology of Holocene and Little Ice Age glacier culminations of the Steingletscher, Central Alps, Switzerland, based on high-sensitivity beryllium-10 moraine dating. Earth and Planetary Science Letters 393, 220-230.