Comment une grotte cachée peut aider les scientifiques à comprendre le climat (The Climate Underground) — High Country News

L'entrée de Titan Cave, à l'est de Cody, Wyoming, est cachée sur un large plateau d'armoise et de genévrier entouré de crêtes après crêtes de montagnes escarpées. Les sommets lointains étaient enneigés lors de ma visite fin mai et une légère brise agitait l'air du désert. J'étais avec un groupe de cinq scientifiques dont les recherches les emmenaient sous terre dans une grande chambre de stalagmites et de stalactites, ou spéléothèmes, des formations créées par des gouttes d'eau occasionnelles commençant il y a des centaines de milliers d'années ou plus. Ils remplissent la pièce principale de Titan de flûtes délicates et de formations imposantes et déséquilibrées qui ressemblent à quelque chose d'un fond marin. Des centaines de morceaux brisés sont éparpillés dans la grotte, comme des tas d'ossements, tandis que d'autres se dressent sur de grands piliers en pierre brute reliant le sol au plafond.

La veille de notre descente, Jessica Oster, professeure agrégée de sciences de la terre et de l'environnement à l'Université Vanderbilt, et l'un de ses étudiants diplômés se sont blottis autour d'un ordinateur portable ouvert sur le lit de la chambre de motel de l'étudiant à Cody, essayant de se rappeler l'itinéraire vers Titan. emplacement sur une parcelle du Bureau of Land Management. Oster, agenouillé devant l'ordinateur, soupira. "Je suis moins inquiète pour cette partie et plus inquiète pour la porte", a-t-elle dit, l'anxiété apportant une note à sa voix. "Je veux juste que tout le monde s'amuse." Au bout d'un moment, elle ajouta : « Et reste en vie.

Les scientifiques avaient déjà visité la grotte, mais jamais sans qu'un employé du BLM garde son entrée. La porte est un panneau de métal lourd, d'un mètre de diamètre, qui est censé rester verrouillé. Mais le coordinateur de la grotte BLM serait à une formation d'hélicoptère toute la journée, alors il avait déposé une clé de la porte – avec un marteau. Nous étions seuls.

Les lilas commençaient tout juste à fleurir dans les petites villes que nous avons traversées en route vers Titan. Les scientifiques ont souligné différentes couches rocheuses à travers les fenêtres : siltite rouge et schiste, avec des noms comme les formations Chugwater et Goose Egg. Finalement, nous avons atteint le sommet du plateau et nous nous sommes garés à quelques mètres de l'embouchure de la grotte.

Les chercheurs ont fait le tour de leur véhicule et les uns des autres, emballant du matériel, enfilant des bottes, collant des phares aux casques. L'anticipation combinée à la connaissance que nous n'étions pas censés faire pipi sous terre signifiait que nous allions à tour de rôle nous esquiver derrière les buissons broussailleux. Auparavant, Cameron de Wet, un étudiant diplômé, avait imprimé de minuscules cartes papier de la grotte pour chacun de nous. Maintenant, il a soigneusement ajusté les articles dans l'un des deux sacs rectangulaires bleus en blocs qui contenaient les pièces d'un instrument scientifique - la raison du voyage.

L'un des scientifiques avait analysé les formations de carbonate de calcium de Titan Cave - les stalagmites, les piliers qui poussent à partir des sols des grottes - et a découvert que certaines avaient environ 400 000 ans ou plus. Les stalagmites s'accumulent de bas en haut, préservant la composition chimique de l'eau qui les forme lorsqu'elle s'égoutte du plafond de la grotte, souvent de la pointe de ce qui ressemble à un glaçon de pierre - une stalactite. Les chercheurs peuvent utiliser ces enregistrements chimiques pour déduire à quoi ressemblait le climat lorsque les stalagmites se sont formées. Mais tout cela est complexe et nécessite de comprendre les relations chimiques actuelles entre les précipitations à la surface, l'eau qui s'égoutte du plafond d'une grotte et les stalagmites en dessous.

Les chercheurs étaient là pour mettre en place des équipements facilitant cette opération : un passeur d'échantillons, un instrument que l'on peut positionner sous un goutte-à-goutte pour recueillir l'eau au fur et à mesure qu'elle tombe. Le voyage faisait partie d'un projet plus vaste visant à aider les scientifiques à comprendre à quoi ressemblait le climat de l'ouest des États-Unis il y a plus de 100 000 ans, en utilisant les archives naturelles des stalagmites et des sédiments lacustres.

Mais d'abord, Oster et son équipe ont dû obtenir l'ensemble de l'appareil d'échantillonnage automatique de la taille d'un ottoman - des boîtes en plastique transparent contenant des flacons et un carrousel rotatif qui les contient, des tubes, un entonnoir et un trépied extensible pour maintenir l'entonnoir - profondément dans la grotte, où se trouvent la plupart de ses gouttes et stalagmites et stalactites. Il y avait plusieurs obstacles sur le chemin. Il y avait d'abord la porte, qui avait la réputation d'être têtue, puis une goulotte étroite et rocheuse à l'intérieur de l'entrée de la grotte surnommée "M. Twister", qui pourrait s'avérer trop étroite pour l'échantillonneur automatique, puis une rampe à travers un espace pas plus d'un pied haut. Pourtant, cela pourrait être pire, m'a dit Oster, puisque le crawl mesurait plusieurs mètres de large – pas si étroit qu'il se sentait confiné latéralement. "C'est plus comme être écrasé par une enclume", a-t-elle déclaré.

OSTER, DE WET ET UN AUTRE étudiant diplômé, Bryce Bélanger, s'est dirigé vers l'entrée de Titan. La porte métallique inclinée était placée au fond d'une dépression presque invisible derrière une petite élévation. Des roches pâles et lâches bordaient la courte pente qui y descendait; la dépression elle-même était protégée par un socle rocheux en surplomb et suffisamment spacieuse pour que deux personnes puissent s'accroupir à l'intérieur. L'air à l'intérieur était humide et frais, de la mousse recouvrant certains endroits ; c'était comme une petite oasis dans le paysage désertique.

Les scientifiques se sont précipités dans la dépression, puis ont creusé la saleté qui s'était accumulée au bas de la porte. Ils étaient déjà allés à Titan deux fois auparavant – en octobre 2019 et à nouveau en septembre dernier – et une fois, il leur a fallu deux heures pour entrer. Ces deux heures, cependant, ont donné une idée cruciale, dont Bélanger s'est servi maintenant : il a donné un coup de pied à la porte.

Cela l'a suffisamment modifié pour que de Wet puisse le déverrouiller. « Whoa, » dit-il alors qu'il s'ouvrait. « Je n'avais même pas besoin du traîneau.

Bélanger se glissa à travers la porte ouverte les pieds devant, dans le sommet d'un ponceau presque vertical de quelques pieds de large, bordé de solides échelons de barres d'armature. De Wet a verrouillé le pêne dormant pour que la porte ne puisse pas se fermer complètement, puis a enfermé Bélanger à l'intérieur.

Bélanger testa la porte par le bas. Il l'ouvrit à l'aide de ses deux paumes et surgit du trou dans la terre, cherchant un appareil photo dans la faible lumière d'un téléphone portable - "Ça marche !"

Il s'est retourné et nous l'avons suivi un par un, notre souffle fort dans nos oreilles dans l'étroit ponceau résonnant. Nous sommes descendus d'environ 10 ou 15 pieds, avons laissé tomber un autre pied ou deux, puis nous nous sommes retrouvés à l'intérieur de la grotte proprement dite. Nous nous sommes tournés pour aller plus loin, le mur et le plafond à notre gauche fusionnant en une seule paroi rocheuse diagonale suspendue au-dessus de nous. La pente pavée sous nos pieds était brisée par des plaques de substratum rocheux. Nous nous frayons un chemin à l'horizontale en suivant un faible chemin éclairé par nos lampes frontales. Il avait fallu des mois de préparation pour arriver ici, et nous étions ravis d'être enfin sous terre.

Il n'a fallu qu'une minute ou deux pour atteindre le sommet de M. Twister. De Wet a disparu dans la goulotte, poussant l'un des sacs bleus devant lui. C'est un canal délicat d'environ 20 pieds de long, avec un endroit particulièrement étroit à mi-chemin où nous devions tordre notre corps à la taille pour que nos hanches puissent se faufiler. Bélanger a commencé à faire descendre le deuxième sac vers de Wet, invisible au fond de la goulotte, et le bruit du tissu raide accroché aux rochers a rempli la grotte pendant un moment. "J'ai compris", a appelé de Wet.

Une fois les sacs en sécurité, le reste d'entre nous a suivi, glissant et tournant vers M. Twister, un par un.

TITAN CAVE EST À ENVIRON 100 MILLES du parc national de Yellowstone, où, quelques semaines après notre expédition, la pluie et la fonte des neiges ont inondé le paysage. Les rivières et les affluents ont démoli les précédents records de hautes eaux ; un endroit sur le Yellowstone - le site que l'US Geological Survey appelle la rivière Yellowstone à Corwin Springs - a culminé à 13,88 pieds, plus de deux pieds de plus que le record précédent, établi en 1918. Les inondations ont décimé les routes et les ponts, emporté les bâtiments dans les rivières et rompu les canalisations d'eau. Le National Park Service a temporairement fermé le parc et a ordonné à plus de 10 000 visiteurs de partir.

Le changement climatique intensifie les conditions météorologiques : les périodes sèches sont plus sèches, les périodes humides sont plus humides et les infrastructures humaines et les communautés ne sont pas, dans la plupart des endroits, préparées à cela. D'ici la fin de ce siècle, la région autour de Yellowstone devrait être plus chaude de plus de 5 degrés Fahrenheit qu'elle ne l'était entre 1986 et 2005, et connaître 9 % de précipitations en plus, mais perdre 40 % du manteau neigeux moyen. Cela signifie plus de pluie et plus d'inondations.

Les scientifiques font ces projections à l'aide de modèles climatiques. Les modèles sont basés sur la physique : par exemple, l'air plus chaud peut contenir plus d'humidité que l'air plus frais. C'est l'une des raisons pour lesquelles, à mesure que le changement climatique fait grimper les températures, les tempêtes deviennent plus extrêmes.

Les chercheurs peuvent utiliser des informations sur le passé - des données paléoclimatiques - pour tester le fonctionnement des modèles. Cela leur donne plus de confiance dans leurs projections : ils peuvent intégrer certaines conditions dans les modèles - comme la quantité de terre couverte par des glaciers ou des calottes glaciaires, le niveau de la mer, la quantité de CO2 dans l'atmosphère - et voir ensuite si les modèles renvoyer des modèles de température et de précipitations qui correspondent à ce qui s'est réellement passé.

"Nous plaçons notre foi sur ces modèles pour fournir des projections précises", a déclaré Kim Cobb, climatologue et directeur de l'Institut de l'Université Brown à Brown pour l'environnement et la société. "Et c'est l'un des moyens les plus importants que nous ayons pour comprendre leurs limites et leurs forces."

Cependant, ce test nécessite une connaissance de ce qui s'est passé dans le passé. Il existe deux types de données historiques : les données instrumentales et les données indirectes. Les données instrumentales proviennent de mesures directes effectuées avec un thermomètre, un pluviomètre ou un autre instrument. Mais l'ère des mesures directes n'est qu'un petit soubresaut dans les 4,5 milliards d'années d'histoire de la Terre. Oster et ses collègues s'intéressent particulièrement à la dernière période interglaciaire, il y a environ 129 000 à 116 000 ans. À l'époque, la planète était peut-être légèrement plus chaude qu'elle ne l'est aujourd'hui, similaire à l'extrémité inférieure de la plage de températures prévue pour la fin de ce siècle.

Cela pourrait en faire un bon analogue pour les décennies à venir. Il met également en évidence ce que Cobb a appelé la raison la plus importante d'étudier les enregistrements paléoclimatiques : ils peuvent révéler la nature extraordinaire des changements causés par l'homme au climat de la Terre. Le fait de savoir que les températures mondiales n'ont pas été aussi élevées depuis au moins 125 000 ans est puissant. "Être en mesure de fournir des chiffres comme celui-là … met (s) en contexte, malheureusement à couper le souffle, exactement ce que nous faisons en ce moment", m'a dit Cobb.

Pour comprendre ce contexte, ou autant que possible, les scientifiques doivent utiliser des mesures indirectes, comme celles réalisées à partir des cernes des arbres. Mais le bois pourrit; même les plus anciennes données sur les cernes des arbres dans l'hémisphère nord ne remontent qu'à environ 14 000 ans, et elles sont plus couramment utilisées pour comprendre seulement les 1 000 dernières années environ. Mais d'autres archives durent plus longtemps : les sédiments océaniques et lacustres, par exemple, et les formations de grottes.

Pour que les enregistrements paléoclimatiques soient utiles, les scientifiques doivent connaître l'âge de tout ce qu'ils analysent. Et les spéléothèmes peuvent être datés avec précision, a déclaré Kathleen Johnson, géochimiste et paléoclimatologue à l'Université de Californie, Irvine, et membre de la bande Grand Traverse d'Ottawa et des Indiens Chippewa. La méthode de datation que la plupart des scientifiques utilisent, appelée datation uranium-thorium, est précise depuis environ un demi-million d'années, c'est donc jusqu'où remontent généralement les enregistrements de spéléothèmes - si les chercheurs peuvent trouver les bons.

L'ennui, c'est qu'il est impossible de distinguer, de l'extérieur, un spéléothème vieux de 3 000 ans d'un spéléothème vieux de 300 000 ans. Les chercheurs doivent les ouvrir et les analyser pour le savoir. Néanmoins, il existe des signes utiles : les stalagmites ont tendance à générer un enregistrement plus utile que les stalactites, par exemple, car elles poussent selon un schéma plus simple. Et une forme de chandelier est une bonne indication d'un taux d'égouttement lent et régulier au fil du temps, ce qui permet une meilleure analyse.

Certaines personnes ont même développé des astuces pour trouver de bons échantillons, m'a dit Johnson, comme faire briller une lampe de poche sur une stalagmite pour voir si elle s'allume comme une lampe à sel de l'Himalaya - une indication potentielle de calcite utile - ou frapper un spéléothème et deviner sa densité de la sonnerie qu'il produit. "Je ne pense pas qu'aucun d'entre eux soit garanti", a-t-elle déclaré. "Mais ils sont, vous savez, amusants à essayer."

Chaque fois qu'ils le peuvent, les chercheurs préfèrent prendre des stalagmites qui se sont déjà cassées d'elles-mêmes, par souci de conservation. Une fois qu'ils ont sélectionné un spécimen, ils l'apportent dans leur laboratoire, puis le scient en deux verticalement, révélant les couches qui se sont formées au fur et à mesure de sa croissance. Oster m'a montré une photo sur son téléphone d'une coupe transversale d'une stalagmite de Titan. Ils l'avaient surnommé "Wee Titan" - il mesurait un peu moins de deux pouces de haut - et ses couches ressemblaient aux strates d'une pâtisserie de petit-déjeuner parfaitement laminée.

Il existe plusieurs façons d'analyser les couches. L'une des plus courantes consiste à mesurer leurs signaux isotopiques d'oxygène. Ceux-ci peuvent refléter à la fois la température et l'humidité; dans l'ouest des États-Unis, une valeur plus élevée peut signifier des conditions plus froides et plus humides, et une valeur plus faible peut indiquer des conditions plus chaudes et plus sèches, bien que certaines grottes présentent un schéma différent. Une compréhension détaillée de la façon dont quelque chose comme la pluie est enregistrée dans la pierre d'une stalagmite spécifique nécessite de comprendre son contexte.

"Nous pouvons étendre cette compréhension à travers le temps."

Titan Cave, par exemple, se trouve dans un endroit aride, avec certaines plantes qui poussent au-dessus, une certaine épaisseur de sol, un certain type de roche. "Tout cela lui donnera sa propre personnalité", a expliqué Oster. Cobb a comparé cela à chaque grotte parlant sa propre langue. Comparer la chimie de l'eau goutte à goutte à la chimie des stalagmites dans une grotte sur plusieurs saisons, années ou cycles El Niño-La Niña peut aider les chercheurs à créer une sorte de pierre de Rosette : une fois qu'ils sont capables de lire quelles conditions conduisent à quelles lectures, "Nous pouvons étendre cette compréhension à travers le temps", a déclaré Cobb.

L'inondation de la région de Yellowstone pourrait aider les chercheurs à déchiffrer le langage de Titan. Il est peu probable que la grotte ait été inondée – elle est relativement sèche en général – mais ils se sont demandé s'ils pourraient voir les fortes pluies reflétées dans les signaux isotopiques de l'oxygène des échantillons d'eau goutte à goutte qu'ils espéraient collecter. S'ils le font, ils pourraient appliquer ces connaissances aux couches plus anciennes et non traduites des spéléothèmes de Titan. Cependant, ils devaient d'abord aller chercher de l'eau.

AU BAS DE MR. TWISTER , la grotte s'est ouverte et nous nous sommes tenus sur un sol mou de terre fine et sèche, d'environ 20 pieds de large, coupé en deux par un chemin balisé par des réflecteurs métalliques. Les réflecteurs ont été posés par les spéléologues indépendants qui ont découvert Titan à la fin des années 1980. Il n'y a pas d'ouverture naturelle vers la grotte ; selon le spécialiste des grottes du BLM, l'entrée que nous avions empruntée avait été creusée par des spéléologues, sur les conseils d'un géologue qui avait senti de l'air passer par des fissures dans le sol. Après cela, le BLM a installé la porte et le ponceau et a fermé Titan à la spéléologie récréative afin de le préserver pour la recherche scientifique. Les scientifiques et les employés du BLM entrent occasionnellement, mais à part quelques tests de radon non publiés, le projet d'Oster a été le premier à utiliser la grotte.

De Wet et Oster ont indiqué un site de goutte à goutte : Sur le côté du chemin, un peu du plafond brillait d'humidité. Cela ne formait pas un spéléothème, cependant, juste une petite flaque sur le sol. Ils ont discuté de mettre une bouteille pour échantillonner l'eau goutte à goutte, mais ont décidé de ne pas le faire.

Quelque chose dans l'air étroit et humide de la caverne faisait chuchoter tout le monde ; personne ne voulait troubler le calme souterrain. Mais juste au moment où leur discussion feutrée s'est terminée, nous avons entendu un plop indubitable : une seule goutte d'eau tombant du plafond vers la flaque d'eau en dessous. "Faisons-le", a déclaré Oster.

Ils ont sorti une bouteille en plastique un peu plus grosse qu'une cartouche de film et de Wet s'est assis pour prendre des notes, la poussière tourbillonnant dans les faisceaux de leurs phares. De Wet se pencha sur la bouteille ; il y avait déjà une goutte à l'intérieur. "Oh, nous sommes partants ! Génial."

Nous nous sommes enfoncés plus profondément dans la grotte. Le prochain obstacle, le crawl, a commencé progressivement : Au début, nous nous sommes promenés en file indienne pour éviter de déranger les tas occasionnels de petits os ou les sites d'égouttement à côté du chemin. Ensuite, nous nous sommes accroupis, puis nous avons rampé sur les mains et les genoux, et enfin nous nous sommes inclinés vers l'avant sur nos ventres, nos têtes inclinées sur le côté pour que nos casques puissent passer à travers, et nos pieds se sont retournés pour éviter la sensation désagréable d'un talon de botte s'accrochant sur le plafond. Même avec la protection des gants et des genouillères, c'était difficile, chaque progression vers l'avant était le résultat laborieux de tirer du bout des doigts ou de pousser avec les orteils, en tirant parti de toutes les parties du corps que nous pouvions pour avancer.

À mi-chemin, le chemin a pris un virage serré à gauche, puis a continué. Et aller. Dans les endroits les plus étroits, le passage des visiteurs précédents avait compacté le sol en terre battue, mais il était facile d'imaginer perdre le sentier et pousser involontairement mon corps dans un endroit encore plus étroit, puis être si désorienté que je ne pourrais pas trouver mon chemin . J'ai essayé de ne pas penser aux nombreuses tonnes de roche au-dessus de nous.

Enfin, tout à coup, nous étions sortis, dans un grand espace ouvert qui semblait caverneux après le crawl. "C'est environ trois fois plus longtemps que ce qui serait idéal", a déclaré de Wet. "Et trois fois plus longtemps que dans ma mémoire," répondit Oster. Mais ils avaient réussi à faire passer les sacs bleus.

"Je n'arrive pas à y croire", a déclaré Bélanger.

"Ils feraient mieux de travailler", a ajouté Oster.

Nous avons continué, en nous arrêtant pour placer la bouteille ou le peer occasionnel dans une pièce latérale, et en prenant le temps de dévaler une falaise abrupte, de 20 ou 30 pieds de haut, avec une étagère fortuite à mi-chemin. Puis nous étions à l'entrée de notre destination : un grand cul-de-sac au bout d'un des passages de Titan, une zone appelée la salle de Pise d'après une colonne proéminente penchée au milieu de celle-ci, l'une des milliers et des milliers de stalactites et des stalagmites poussant du plafond et du sol. Après les surfaces relativement lisses du reste de la grotte, la salle de Pise était une profusion extravagante de spéléothèmes et de points humides, l'air ponctué d'un ruissellement audible toutes les quelques secondes. De nombreuses formations semblaient humides et la pierre dont elles étaient faites était d'un jaune laiteux distinctif, rappelant le mucus. "J'ai l'impression d'être dans le nez de quelqu'un", a déclaré Oster. "Quelqu'un avec une mauvaise infection."

Les chercheurs se sont lancés dans l'action. Ils ont téléchargé les données des instruments qu'ils avaient laissés lors de leur dernière visite - des choses comme des plaques placées sous des gouttes qui comptent le nombre de gouttes sur une certaine période de temps - ont placé des bouteilles pour collecter d'autres gouttes et ont évalué les spéléothèmes cassés qu'ils pourraient vouloir transporter reculer. L'un d'eux m'a montré une hélictite, un étrange fil de bouclage se tordant à quelques centimètres défiant la gravité du côté d'une stalactite; on ne sait pas exactement comment ils se forment.

Bélanger s'est mis au travail en extrayant les pièces de l'échantillonneur automatique des sacs bleus, en assemblant l'instrument et en plaçant soigneusement les flacons numérotés - 58 d'entre eux, méticuleusement étiquetés dans la chambre d'hôtel la veille - dans l'ordre dans le carrousel. Le carrousel tourne, de sorte qu'un nouveau flacon se déplace sous le goutte-à-goutte tous les quelques jours ; cela permet aux scientifiques d'analyser l'évolution de l'eau goutte à goutte au fil du temps. La stalactite sous laquelle Bélanger a placé l'entonnoir ressemblait à une carotte étroite de deux pieds de long suspendue au plafond : symétrique et jaune, entourée de stalactites plus courtes et plus foncées.

L'échantillonneur automatique était un nouvel équipement d'une société basée en Nouvelle-Zélande, et les chercheurs travaillaient encore sur quelques pièges potentiels. Le plan était de le laisser dans la grotte jusqu'à ce que certains d'entre eux reviennent en septembre pour le vérifier et récupérer les flacons pleins d'eau goutte à goutte. Mais beaucoup de choses pourraient mal tourner entre-temps. Il fonctionne sur une banque de piles AA, par exemple, mais elles pourraient tomber en panne. L'eau goutte à goutte pénètre dans un entonnoir placé juste comme ça - mais l'entonnoir pourrait tomber. De l'entonnoir, les gouttes coulent dans un tube - mais le tube pourrait sauter du fond de l'entonnoir. Les gouttes sont censées couler facilement dans le tube, mais elles pourraient rester accrochées à une bulle d'air. Le tube se termine par une paire d'aiguilles, qui perforent le bouchon en caoutchouc souple sur le flacon ci-dessous - mais lorsque le carrousel tourne pour déplacer un nouveau flacon en place, un capuchon peut s'accrocher au boîtier en plastique au-dessus, empêchant le carrousel d'obtenir le flacon suivant au bon endroit.

Belanger et de Wet ont décidé de vérifier ce dernier problème. Bélanger a mis le carrousel en rotation, mais cela ne semblait pas fonctionner. Je lui ai demandé s'il faisait ce qu'il lui avait dit de faire. "Euh, pas tout à fait," dit-il, et il se pencha pour séparer les deux moitiés de l'instrument, pour voir ce qui n'allait pas.

DONNÉES PROXY PALÉOCLIMATIQUES n'est pas parfait, c'est donc une bonne idée d'utiliser plusieurs archives si possible. Et Oster et ses collègues veulent une image plus large du climat passé que n'importe quel site unique pourrait fournir. Ils ne se sont donc pas limités à Titan Cave; ils ont également recherché des indices sur le climat passé dans une grotte en Californie et ont précédemment collecté des sédiments lacustres de Bear Lake, à la frontière entre l'Idaho et l'Utah, ainsi que de lacs à travers le Grand Bassin. "Les lacs et les grottes fournissent cette belle vérification complémentaire les uns des autres", a expliqué Dan Ibarra, professeur adjoint de sciences de la terre et de l'environnement à l'Université Brown et co-responsable du projet global ; il dirige la partie du lac.

Les sédiments lacustres sont échantillonnés et stockés sous forme de carottes - des colonnes de quelques pouces d'épaisseur pouvant mesurer plusieurs à plusieurs centaines de mètres de long, collectées par forage dans le lit d'un lac. Tout comme les concrétions, les sédiments comprennent des couches qui enregistrent les conditions chimiques. Plus vous allez en profondeur, plus ils vieillissent. Pour interpréter ces informations, les chercheurs doivent comprendre le contexte du système lacustre où elles ont été recueillies - la chimie des affluents à différentes altitudes, par exemple, ou des affluents alimentés principalement par la neige ou la pluie. Ibarra et l'équipe, y compris les chercheurs de Titan Cave, ont donc collecté des échantillons d'eau et de sédiments actuels du lac Bear et de ses affluents.

Juste avant de visiter Titan, le groupe est allé à Bear Lake. Pendant deux jours ensoleillés, nous avons roulé de site en site, nous arrêtant fréquemment pour consulter des cartes, déterminer si la route qu'ils souhaitaient était privée ou simplement laisser passer des vaches. L'équipe s'est divisée en groupes pour couvrir plus de terrain. Les deux jours, je me suis retrouvé avec Natasha Sekhon, une chercheuse post-doctorale à l'Université Brown qui étudie les ouragans et les inondations aux Philippines à l'aide de spéléothèmes. Nous avons navigué à l'aide du GPS de son téléphone, branché sur l'écran de la console de la voiture ; elle avait mis l'application cartographique en français, et chaque fois que nous atteignions une destination - Sekhon avait préchargé les sites d'échantillonnage qu'Ibarra voulait que nous visitions - cela nous informait : "Vous êtes arrivé."

Le premier jour, l'un de nos sites était un ruisseau de quelques mètres de large qui serpentait joliment à travers un pâturage de bétail, l'herbe de chaque côté parsemée de galettes de vache et de pissenlits. Nous nous sommes garés sur une piste de terre rouge à deux voies et avons traversé une parcelle d'armoises inhabituellement hautes, notre bande-son étant un mélange de bétail meuglant et de vent bruissant la sauge. Oster et Sekhon ont mesuré la température et le pH du ruisseau alors que deux autres chercheurs, Christopher Kinsley et Warren Sharp, un autre co-responsable du projet, ont commencé à chercher un bon échantillon de sédiments. Scientifiques du Berkeley Geochronology Center, ils déterminent l'âge des stalagmites et des carottes de lac pour le projet. Kinsley, en Tevas et short, se tenait dans l'eau jusqu'aux mollets et a ramassé une truelle pleine de boue du lit du ruisseau. Cependant, il n'était pas satisfait du résultat et l'a laissé retomber dans le ruisseau.

En amont, Oster a aspiré de l'eau dans une seringue, puis a sorti un filtre de sa poche et l'a tordu sur l'extrémité. Sekhon s'agenouilla, tenant deux petites fioles en plastique, l'une avec un bouchon vert vif et l'autre rose vif. Oster a poussé l'eau à travers le filtre et dans les flacons, puis dans quelques bouteilles supplémentaires. De retour au laboratoire, les échantillons d'eau seraient analysés pour les signaux isotopiques et pour leur géochimie : des choses comme le niveau de magnésium et de calcium, des éléments qui rendent l'eau dite dure dure.

Pendant ce temps, Kinsley a ramassé un autre morceau de sédiment. "Je me remets à ce truc noir", a-t-il déclaré. La matière noire était une couche de sédiments contenant beaucoup de matière organique, mais Kinsley et Sharp recherchaient du limon et de l'argile. Ils avaient l'intention de l'utiliser dans leurs analyses des âges du cœur du lac. Kinsley a apporté une autre truelle pleine. "Peut-être mieux", a-t-il dit, alors que les deux ramassaient quelques cailloux, déterminaient que cela fonctionnerait effectivement, puis glissaient les sédiments dans un petit sac en plastique pour les ramener à la maison. "Bonne prospection, Christopher," dit Sharp en fermant le sac d'échantillons. "Je pensais que nous étions mouffettes."

Le lendemain, j'ai accompagné Sekhon, Ibarra et l'une des étudiantes diplômées d'Ibarra, Cathy Gagnon, alors qu'ils échantillonnaient d'autres sites. En début d'après-midi, nous nous sommes arrêtés au minuscule Preacher Creek, au nord-est de Bear Lake. Le trio était efficace et pratiqué, se déplaçant rapidement et en coordination : Sekhon et Gagnon se sont glissés à travers une clôture de barbelés et ont descendu une petite pente pour atteindre le ruisseau, qui coulait dans un ponceau et sous la route où se tenait Ibarra.

À 6 825 pieds d'altitude, Preacher Creek était le point le plus élevé que nous ayons visité ce jour-là. Il se jette dans Smiths Fork, un important affluent de la rivière Bear. Pendant les périodes plus chaudes, comme la dernière période interglaciaire et aujourd'hui, la rivière Bear n'est pas naturellement reliée au lac Bear, mais pendant les périodes plus fraîches, elle l'est. Les scientifiques voulaient s'assurer qu'ils comprenaient sa chimie afin de voir comment les périodes de connexion auraient pu modifier la chimie des carottes de sédiments - un élément de contexte dont ils auraient besoin pour interpréter les enregistrements paléoclimatiques.

C'était ensoleillé et calme sur la route, les seuls sons de nos voix et la ruée vers le ruisseau à travers le ponceau en contrebas. Puis, tout à coup, nous avons entendu un objet heurter l'eau. "Oh non!" s'exclama Sekhon ; elle avait laissé tomber une bouteille d'échantillon.

Ibarra a couru à travers la route et a descendu la pente de l'autre côté, espérant l'attraper alors qu'il traversait le ponceau. Au début, il semblait qu'il l'avait raté ; puis il sauta en vue et il le ramassa. Il l'a ramené en haut de la pente, mais au lieu de le donner à Sekhon, il l'a jeté dans la voiture et lui en a rapporté un neuf propre, afin que l'échantillon d'eau ne soit pas contaminé. Cela semblait être beaucoup d'ennuis pour une seule bouteille errante, mais, a-t-il dit, il ne voulait pas jeter.

DE RETOUR DANS LA SALLE DE PISE, Belanger et de Wet pressaient plus fort les bouchons en caoutchouc des flacons dans les flacons, espérant que cela aiderait le carrousel de l'échantillonneur automatique à tourner comme il était conçu pour le faire. La science, bien sûr, comme toute autre entreprise humaine, est sujette à un flot incessant d'erreurs et de corrections, de malheurs et de moments de sérendipité - en d'autres termes, la vie.

De Wet a remarqué que les flacons étaient filetés sur le fond et s'est rendu compte qu'ils devaient être vissés en place, pour les tirer suffisamment bas pour éviter le couvercle. Le visage de Bélanger se fendit d'un large sourire ; il s'est arrêté juste avant de se frapper sur le front, soulagé de savoir quel était le problème et imperturbable qu'il puisse être qualifié d'erreur de l'opérateur. "Oh, c'est tellement intelligent !" dit-il avec un sourire. "Im-croyable. Tellement intelligent."

Alors qu'ils vissaient les flacons, de Wet a demandé si une goutte était déjà tombée dans l'entonnoir. "Ouais, regarde, il y a de l'eau qui passe", a déclaré Bélanger, pointant une goutte à mi-chemin dans le tube. Une fois les flacons terminés, il a remonté l'échantillonneur automatique, puis a sorti son téléphone pour demander à l'instrument de faire tourner à nouveau le carrousel, craignant que le moteur n'ait été endommagé lorsque les bouchons avaient attrapé le couvercle. "Tu te connectes au Wi-Fi ?" plaisanta de Wet, à l'aise maintenant qu'ils avaient compris ce qui se passait. Bélanger sourit. Au soulagement de tous, le carrousel a tourné comme il était censé le faire.

« D'accord, dit Bélanger en se levant. L'échantillonneur était réglé. "Nous sommes en direct !" Des acclamations douces ont éclaté du groupe. Pendant que nous regardions, une seule goutte est tombée dans l'entonnoir. "Oh, l'argent", a déclaré Bélanger, avec un autre grand sourire. "Il a coulé! D'accord."

Oster jeta un coup d'œil et vit une goutte couler dans le tube de l'échantillonneur automatique. "Oh mon Dieu!" elle a ri. "Je l'aime!" Puis elle soupira. "En fait, ça me fait du bien de voir ça", a-t-elle dit.

Elle et Sekhon avaient examiné différentes stalagmites, essayant de déterminer lesquelles auraient pu se former au cours de la dernière période interglaciaire. Ils avaient déjà des échantillons de stalagmites jaunes plus jeunes – celles qui ressemblaient à du mucus – et d'autres plus foncées et plus âgées. "Nous poursuivons ce petit intervalle de temps", a déclaré Oster, debout au-dessus de cinq morceaux cassés, se demandant s'ils devraient en prendre plus.

Quelques minutes plus tard, elle en a récupéré un autre qui semblait intermédiaire en ce qui concerne la couleur, ce qui pourrait également signifier qu'il était intermédiaire en âge. Les chercheurs ont numéroté les échantillons avec un Sharpie, puis les ont emballés dans un emballage en papier brun qui contenait à l'origine les pièces de l'échantillonneur automatique, les emballant dans les sacs bleus maintenant vides.

À ce moment-là, nous étions sous terre depuis environ quatre heures. Alors que nous rassemblions notre équipement pour remonter à la surface, Oster et Sekhon se sont agenouillés pour regarder le premier flacon – une goutte avait atteint le fond. "J'espère que lorsque nous reviendrons, ce ne sera pas seulement cette baisse", a déclaré Oster. Nous nous sommes retournés pour partir, et Bélanger, un sourire aux lèvres, a regardé l'échantillonneur automatique – le fabricant l'appelle un Syp – une dernière fois. « Soyez gentil, M. Syp ! » il a dit. "Ne bougez pas du tout."

ÇA A PRIS ENCORE UNE HEUREet demi pour sortir de la grotte – il s'avère que la gravité a été d'une grande aide pour descendre M. Twister, et un obstacle tout aussi important sur le chemin du retour – mais finalement tout le monde est parvenu à la surface.

C'était une fin d'après-midi brillante, ensoleillée et chaude, l'odeur fraîche du genévrier réchauffé par le soleil contrastait fortement avec l'air humide de la grotte. Les chercheurs ont bavardé et ri, le groupe s'étant gélifié dans la manière qui vient d'accomplir quelque chose de difficile ensemble. Nous avons pris quelques photos, nous nous sommes changés en sandales et avons joyeusement déchiré les chocolats que de Wet a distribués. Alors que nous retournions à Cody, les pensées de Bélanger se sont tournées vers l'automne. "Je vais juste retenir mon souffle quand je reviendrai vérifier à l'automne", a-t-il déclaré.

Le lendemain, nous sommes allés à Salt Lake City via Yellowstone. À l'extérieur de Cody, nous sommes passés devant une crête stratifiée de roches pâles, de la même couleur que les murs de Titan, se détachant sur le ciel gris. Oster a sorti une application sur son téléphone - Rockd, créée par des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison - qui a montré les formations géologiques qui nous entourent. "Madison calcaire! C'est ça, c'est notre truc", a-t-elle dit – la même couche de roche sédimentaire, formée il y a plus de 300 millions d'années, dans laquelle se trouve Titan Cave.

Avant d'arriver au parc, Oster et de Wet et moi avons parlé de la façon de définir l'Anthropocène, une discussion qu'Oster utilise parfois comme exercice de classe. Au début des années 2000, le chimiste Paul Crutzen suggérait que nous vivions dans une nouvelle époque géologique, l'Anthropocène, caractérisée par les impacts de l'humanité sur la Terre. Malgré un usage populaire répandu, le terme n'a pas été officiellement adopté; cela nécessiterait des décisions affirmatives de la part de la Commission internationale de stratigraphie, qui l'examine, et de l'organisation qui supervise la commission, l'Union internationale des sciences géologiques.

En attendant, la date réelle de début de l'Anthropocène fait débat : doit-elle être le début de l'ère nucléaire ? L'adoption de l'agriculture par l'humanité ? L'invention du procédé de fixation de l'azote Haber-Bosch, qui a révolutionné la production alimentaire en permettant la fabrication généralisée d'engrais ? Ou peut-être devrait-il commencer par la colonisation de l'Amérique du Nord, visible dans certains documents naturels comme une explosion soudaine de la croissance des arbres à travers le continent en raison du génocide des peuples autochtones. Oster a expliqué que les géologues aiment marquer le début d'une époque avec quelque chose de physique, une couche visible que vous pouvez réellement pointer dans la roche.

Quand nous sommes arrivés au parc, le ciel crachait de la pluie. Nous sommes passés par le lac Yellowstone, gluant mais toujours gelé, et nous nous sommes finalement garés à Norris Geyser Basin, une série de sources chaudes et de geysers traversés par des sentiers et des promenades. Le bassin est d'un autre monde : une vaste plaine parsemée d'algues vertes brillantes, de bassins bleu laiteux et de bouches thermales entourées d'un matériau blanc crayeux. De la vapeur s'élevait de l'eau et disparaissait dans les nuages ​​bas au-dessus de nos têtes pendant que nous marchions, nous arrêtant de temps en temps pour lire les panneaux décrivant les micro-organismes et les dépôts minéraux créant les couleurs. À ce moment-là, une pluie froide et régulière tombait, mais les scientifiques ont simplement relevé les capuchons de leurs vestes et ont continué le long du chemin.

Emily Benson est rédactrice en chef chez High Country News, couvrant le nord-ouest, le nord des Rocheuses et l'Alaska. Nous accueillons les lettres des lecteurs. Envoyez-lui un e-mail à [email protected] ou soumettez une lettre à l'éditeur. Voir nos lettres à la politique de l'éditeur.

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Reportage supplémentaire et développement de l'histoire par l'ancienne rédactrice en chef adjointe de High Country News, Jessica Kutz.

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