Détails dirty des vallées sèches de l'Antarctique
Les vallées sèches McMurdo de l'Antarctique
Situées sur la côte ouest du détroit de McMurdo, les vallées sèches McMurdo forment la plus grande zone exempte de glace (relativement) de l'Antarctique.
Couvrant une superficie d'environ 4 800 km2, les vallées sèches sont uniques en ce sens que leurs lacs gelés et leurs vastes étendues de sols exposés représentent une région de la Terre proche des exigences minimales pour la vie.
En fait, les basses températures, les précipitations limitées et l'accumulation de sel rendent les vallées du Dr McMurdo presque plus semblables à Mars que la Terre - ou l'Antarctique.
Les vallées sèches de McMurdo demeurent sèches parce que les précipitations qui tombent sous forme de neige dans le continent antarctique sont emportées de cette région par des vents forts, secs et katabatiques par le processus de sublimation.
Le résultat est que la seule glace trouvée dans les vallées sèches est sous forme de glaciers alpins et de glace de lac, ce qui fait de la région une particularité dans un continent déjà particulier.
La vie antarctique dans les vallées sèches McMurdo
Lorsque le capitaine Scott découvrit les vallées sèches pour la première fois en 1903, lui et son équipage d'expédition croyaient qu'elles n'avaient aucune vie.
Cependant, il s'avère qu'une grande variété d'écosystèmes aquatiques prospèrent dans le climat rigoureux des vallées sèches McMurdo en raison des courants de fonte des glaciers qui s'écoulent dans les lacs recouverts de glace.
Ce flux n'est pas constant, mais dépend d'une combinaison de facteurs entourant la température, le vent et la lumière du soleil.
Les niveaux d'écoulement fluctuent entre un filet et un torrent tout au long de la journée, du mois et de l'année, ce qui signifie que seuls certains organismes peuvent survivre dans l'environnement inhabituel des vallées sèches.
Ces organismes sont généralement des cyanobactéries, connues pour être des espèces « tolérantes au stress », qui ont également des pigments foncés pour la protection contre les rayons UV élevés.
Malgré les conditions difficiles, il y a diverses espèces dans les vallées sèches McMurdo, car il y a peu d'autres plantes ou d'animaux qui les concurrencent (ou les mangent).
L'un des aspects les plus étonnants de la survie des cyanobactéries est leur capacité à démarrer le processus de photosynthèse dans les 48 heures suivant la réception de l'eau liquide, bien qu'ils soient pratiquement lyophilisés.
Les lacs recouverts de glace des vallées sèches McMurdo
Les lacs recouverts de glace dans les vallées sèches, qui ont de la glace d'environ 3 à 5 mètres d'épaisseur (9,8 à 16,4 pieds) tout au long de l'année, constituent un habitat unique pour la vie.
- Couverture de glace qui se traduit par une colonne d'eau stable, permettant aux couches d'eau salée de persister sur de nombreuses années
- Il limite la vitesse à laquelle les nutriments, qui s'accumulent dans les eaux profondes, peuvent revenir à la couche supérieure du lac.
- L'épaisseur de la glace bloque 80-99% de l'énergie du soleil
Ces caractéristiques font que les lacs des vallées sèches sont sombres, froids avec un approvisionnement en nutriments lent et un environnement à croissance lente pour différentes espèces. La production la plus courante dans les lacs est les tapis microbiens sur les lits des lacs, les principaux organismes étant les cyanobactéries.
Malgré les températures froides qui inhibent leur croissance, les tapis de lac s'accumulent en grande quantité en raison de perturbations limitées et du manque de pâturage. Un aspect intéressant de ces tapis est qu'ils poussent des couches annuelles chaque couche apparaissant comme des bandes alternées de noir (hiver) et de blanc (été), ce qui permet aux chercheurs de déterminer les changements de température passés dans les vallées sèches.
Les niveaux du lac sont déterminés par le volume d'eau de fonte disponible, qui fluctue au fil du temps. Par exemple, la profondeur du lac Vanda's a varié de 130 m de profondeur il y a environ 5 000 ans à des niveaux désossés il y a environ 1 200 ans, laissant une piscine de saumure. Au cours des années 1970, la profondeur du lac était de 65 m. En raison du manque de vent mélangeant l'eau, la piscine de saumure datant d'il y a 1 000 ans est encore au fond du lac.
Découverte des eaux souterraines de l'Antarctique dans les vallées sèches McMurdo
Récemment, des chercheurs ont découvert sous les vallées sèches un aquifère salé qui pourrait potentiellement soutenir des écosystèmes microbiens auparavant inconnus. Le glaciologue Slawek Tulaczyk de l'UC Santa Cruz – professeur de sciences de la Terre et de la planète – ainsi que d'autres recherches ont recueilli des preuves de l'eau souterraine en utilisant un capteur embarqué en hélicoptère pour pénétrer sous la surface.
L'étude a permis de découvrir que les brines, ou eau salée, forment des aquifères sous les glaciers et les lacs des vallées sèches et dans son sol gelé. L'étude a également révélé que les brines qui se déversent vers la côte de l'Antarctique à partir d'environ 18 kilomètres à l'intérieur des terres, finissent par se déverser dans l'océan Austral. L'étude spécule sur les nutriments contenus dans la saumure qui sont rejetés dans l'océan et qui affectent la productivité biologique dans et autour des zones riveraines.
Une autre découverte a été la détection d'habitats microbiens dans la surface et près de la surface des vallées sèches : un exploit de vie étonnant étant donné que les minuscules pores sont remplis d'une saumure hypersaline qui reste liquide jusqu'à -15 °C. Cette étude fait partie d'une équipe interdisciplinaire internationale qui utilise un capteur électromagnétique appelé SkyTEM monté sur un hélicoptère pour produire des images de la subsurface des vallées sèches, avec la technologie développée à l'Université d'Aarhus au Danemark.
La tête SkyTEM Esben Auken a piloté le capteur dans de nombreux endroits du monde et c'était la première fois que la technologie était déployée en Antarctique. Dans l'ensemble, les données du projet permettront aux scientifiques de mieux comprendre comment les vallées sèches ont changé au fil du temps et comment cette histoire influence ce que les scientifiques voient aujourd'hui.
La science des vallées sèches McMurdo
Le projet McMurdo Dry Valleys Long Term Ecological Research (LTER) est une étude interdisciplinaire des écosystèmes aquatiques et terrestres des vallées sèches. Le site a été sélectionné en 1992 pour le Programme de recherche écologique à long terme de la Fondation nationale des sciences.
Avec le financement du projet en 2010 renouvelé pour une nouvelle période de six ans, le projet McMurdo LTER mène des recherches écologiques à long terme dans le but de laisser un héritage d'expériences et d'observations de terrain bien conçues et bien documentées pour les générations futures afin d'améliorer leur compréhension des composantes fondamentales de l'écosystème ainsi que des facteurs qui provoquent des changements généralisés.
Un baromètre de changement global : le McMurdo LTER
Selon le projet LTER de McMurdo, la recherche menée dans les vallées sèches est importante pour la science, car alors que tous les écosystèmes dépendent de l'eau liquide pour survivre, il y a rarement des endroits sur Terre où un changement mineur du climat peut affecter les capacités des organismes à croître et à se reproduire.
Les données recueillies par le LTER indiquent que les vallées sèches sont très sensibles aux petites variations du rayonnement solaire et de la température, ce qui peut fournir aux chercheurs un laboratoire naturel à l'échelle régionale pour étudier les réponses aux activités humaines qui modifient le climat.
Fait important, les calottes glaciaires de l'Antarctique réagissent au changement climatique pendant des périodes de milliers d'années, tandis que les cours d'eau et les lacs recouverts de glace dans les vallées sèches de McMurdo s'adaptent presque immédiatement au changement : Les vallées sèches de McMurdo seront la première place sur Terre où les impacts du changement climatique seront observés immédiatement.