Les carottes de glace sont des échantillons cylindriques de glace prélevés sur les calottes glaciaires et les glaciers. Parce que les carottes de glace sont prélevées dans des régions qui restent gelées toute l’année, elles contiennent des informations détaillées sur l’histoire du climat de la Terre, pour ceux qui savent regarder. Les paléoclimatologues étudient souvent les carottes de glace de manière approfondie pour recueillir des données sur les principaux événements climatiques et reconstituer les modèles de l’histoire météorologique de la Terre. Les carottes de glace peuvent être stockées dans de nombreuses installations de recherche et archives.
Afin de prélever une carotte de glace, les chercheurs doivent trouver une zone avec des dépôts de glace importants, idéalement une zone où la glace est présente depuis des milliers d’années. Les calottes glaciaires polaires sont un emplacement privilégié pour la prise de carottes de glace, tout comme certains glaciers permanents. Les chercheurs forent dans la glace avec un équipement spécialisé, en utilisant un liquide pour maintenir la pression afin que le trou ne s’effondre pas, et ils retirent des échantillons de glace du trou et les mettent en sac pour une étude plus approfondie.
Ces échantillons doivent être manipulés avec soin, pour s’assurer qu’ils ne sont pas contaminés par le climat moderne. Parce que les carottes de glace subissent souvent des changements de pression radicaux lorsqu’elles sont attirées vers la surface, les chercheurs doivent d’abord leur permettre de se « détendre » à des températures extrêmement basses afin qu’elles ne se brisent pas. En tout temps, les carottes de glace doivent être maintenues scrupuleusement propres, et lorsque les carottes sont enfin prêtes pour l’étude, elles sont manipulées en salle blanche pour réduire les risques de contamination.
Vue en coupe transversale, une carotte de glace a une série de couches représentant des décennies de chutes de neige. Chaque couche peut être utilisée pour recueillir des informations sur le climat de cette année. La glace peut piéger des matières particulaires telles que des polluants et des cendres, ainsi que des isotopes radioactifs et divers niveaux de produits chimiques dissous. À l’aide de carottes de glace, les chercheurs peuvent voir à quoi ressemblaient les niveaux d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le passé. Ils peuvent également trouver des indices tels que le pollen et la poussière dans les carottes de glace qui pourraient être utilisés pour estimer la direction du vent dominant au cours d’une année donnée et pour en savoir plus sur ce qui se passait dans d’autres parties de la Terre.
Lors de l’examen des carottes de glace, l’un des problèmes clés est la datation précise. Sans une date solide avec laquelle travailler, les données ne sont pas très utiles. La datation peut être accomplie en comptant physiquement les couches, un peu comme on le fait avec les cernes des arbres. Cela peut également être fait en analysant les niveaux d’isotopes dans la glace et en comparant les niveaux à des échantillons de glace connus, ou en recherchant des couches clés dans la glace qui pourraient être utilisées pour extrapoler. Par exemple, lorsque le Krakatoa est entré en éruption en 1883, il a distribué des cendres volcaniques dans le monde entier, laissant une trace révélatrice dans les carottes de glace de cette époque.