Modelling age and ice flow at ice core drill sites in Antarctica

Les carottes de glace permettent aux scientifiques d'étudier le climat du passé et plus la glace est ancienne, plus nous pouvons remonter dans le temps. Dans la recherche de glace ancienne, les modèles d'écoulement de la glace sont un outil inestimable. Dans cette thèse, nous utilisons des modèles inverses qui sont contraints par les isochrones observées dans les études radar, datées en les reliant aux chronologies des carottes de glace existantes. Nous avons développé un modèle 1D et l'avons appliqué à la région du Dôme C (DC), en examinant les sites de carottes de glace déjà sélectionnés et les nouvelles zones potentielles d'intérêt. Nous avons exploré la nature d'une unité basale de 200~m d'épaisseur qui a été observée indépendamment lors d'une étude radar et dont le modèle 1D a supposé qu'elle était verticalement stagnante. Ce travail a révélé que dans le cadre du projet Beyond EPICA de forage de carottes de glace à Petit Dome C (Little Dome C, LDC), l'âge maximal modélisé de la glace, défini lorsque la densité de l'âge est de 20 kyr/m, est de 1,45±0,16~Ma. Nous avons également étudié la relation âge-profondeur à North Patch, près du sommet du Dôme C, et avons constaté qu'il pourrait y avoir de la glace plus ancienne, potentiellement avec une meilleure résolution d'âge que la carotte de glace Beyond EPICA (BELDC), bien que le risque de fonte basale soit plus élevé. Afin d'évaluer la capacité du modèle 1D à représenter les conditions glaciologiques dans la région du Dôme C, nous avons développé un modèle 2,5D. Il prend en compte l'écoulement horizontal de la glace, alors que le modèle 1D ne le fait pas, ce qui nous permet de déterminer les trajectoires des particules de glace à travers la calotte glaciaire. Un tube d'écoulement a été déterminé depuis le sommet du DC jusqu'au LDC, en passant par les sites de forage EPICA Dome C (EDC) et BELDC. Les résultats suggèrent que la glace la plus profonde à BELDC provient d'environ 15~km en amont et que l'âge maximum est d'environ 1,12~Ma, ce qui est significativement plus jeune que l'âge du modèle 1D. Comme le modèle 2.5D prend en compte davantage de processus physiques, il est en théorie approprié pour un plus grand nombre de sites. Nous avons donc appliqué le modèle à la ligne d'écoulement entre le Dôme Fuji (DF) et l'emplacement de la carotte de glace EPICA Dronning Maud Land (EDML) le long de la ligne de partage des glaces. Comme une modélisation similaire avait été réalisée précédemment avec un modèle plus complexe, il s'agissait d'un moyen de valider notre modèle et d'examiner l'origine spatiale de la glace dans la carotte de glace de l'EDML. Les conclusions de cette thèse ne sont pas seulement intéressantes pour les projets actuels de forage de carottes de glace, mais peuvent s'avérer utiles dans la recherche future de glace ancienne. L'âge mesuré de la carotte de glace Beyond EPICA, qui sera bientôt forée, donnera certainement un aperçu de la précision des résultats de ces modèles.