Projet de recherche IM/RT/23/ULTIMO (Action de recherche IM)
L'environnement antarctique représente l'une des dernières frontières de l'exploration scientifique. Depuis plus de 10 ans, le consortium VUB-ULB-RBINS-NIPR s'efforce de déterminer l'origine et l'évolution des roches (terrestres et extraterrestres [ET]) et de la glace à proximité de la station belge Princess Elisabeth (PEA) dans les Monts Sør Rondane (MSR) en appliquant une approche hautement interdisciplinaire. Cette méthodologie a permis de récupérer plus de 1 300 météorites dans les champs de glace bleue, de récupérer environ 50 000 particules microscopiques extraterrestres dans les dépôts sédimentaires de haute altitude (y compris des micrométéorites, des débris d'explosion aérienne et des éjecta d'impact), ainsi que de déterminer l'histoire géologique et l'exposition des affleurements rocheux, des moraines et de la glace dans cette région.
Ensemble, les échantillons de roche et de glace représentent une mine importante d'informations sur l'origine du système solaire, la formation des planètes, les conditions climatologiques passées, ainsi que la formation et l'exposition des objects géologiques et glaciologiques régionaux (p. ex., [1-5]). Le moment est propice à l’extension des activités de notre consortium aux Monts Belgica, dont le potentiel scientifique reste largement inexploité à ce jour. Cette chaîne de montagnes isolée d'environ 16 km de long est située à ~100 km à l'est-sud-est des MSR. Elle a été nommée par l'expédition antarctique belge en 1957-1958 sous la direction de G. de Gerlache, et seule la partie nord de cette chaîne de montagnes a été revisitée lors d'une expédition japonaise de recherche antarctique (JARE) en 1998, avec un excellent taux de réussite pour collecter des météorites dans un court laps de temps (37 météorites récupérées sur une période de 3 jours).
Les objectifs du projet ULTIMO sont les suivants : (1) valider le pouvoir prédictif des approches d'apprentissage automatique existantes pour retracer l'accumulation de météorites dans l'environnement antarctique [5] et, par la suite, collecter et caractériser les météorites dans cette zone de champs de glace bleue; (2) élargir considérablement l'inventaire actuel des particules ET et des événements cosmiques en échantillonnant des dépôts dans le territoire inexploré des Monts Belgica, et comparer les propriétés physico-chimiques des dépôts échantillonnés et des particules extraites à celles des collections existantes pour en savoir plus sur l'évolution précoce du système solaire; (3) déterminer le potentiel des champs de glace bleue entourant les Monts Belgica à abriter de la glace ancienne en cartographiant les variations spatio-temporelles à l'aide de variations d'isotopes stables (δ18O en δD) , en mesurant directement l'âge de la glace de surface et en modélisant l'écoulement local de la glace; et (4) étudier l'histoire géologique et l'exposition du substrat rocheux des Monts Belgica et des moraines qui y sont associées.
L'étude de matériaux cosmiques uniques permet de définir les régions sources du système solaire d'où proviennent les échantillons qui arrivent aujourd'hui sur Terre et de détecter d'éventuels changements dans l'intensité et la nature du flux ET au cours des derniers millions d'années. En tant que tel, ce matériel ET complète les coûteuses missions de retour d'échantillons venant d’astéroïdes primitifs et de comètes, et permet d'explorer les toutes premières étapes de l'évolution du disque protoplanétaire à l'aide de matériel accessible ici sur Terre. Notamment, les météorites et les micrométéorites (et d'autres traces microscopiques d'événements ET) peuvent mettre en évidence des processus et des réservoirs différents, car, en raison de leur taille, ces dernières subissent des biais de préservation différents. De même, l'histoire de l'exposition de la glace et du substratum rocheux peut être utilisée conjointement pour affiner les reconstructions et les modèles tectoniques, géomorphologiques, glacioeustatiques et paléoenvironnementaux existants, ce qui est essentiel en Antarctique, le substratum géologique étant recouvert de glace. Les collections ciblées et les connaissances scientifiques qui en résultent renforcent la position de ce consortium international dirigé par la Belgique à l'avant-garde des sciences géologiques, planétaires et paléoclimatiques.
[1] Imae N. et al. 2015. Antarct. Rec. 59, 38-71; [2] Zekollari H. et al. 2019. Geochim. Cosmochim. Ac. 248, 289-310. [3] Goderis S. et al. 2020. Geochim. Cosmochim. Ac. 270, 112-143; [4] van Ginneken M. et al. 2021. Sci. Adv. 7, eabc1008. [5] Tollenaar V. J. W. et al. 2022. Sci. Adv. 8, eabj8138.
