Icechrono1 : un modèle probabiliste pour calculer une chronologie commune et optimale pour plusieurs carottes de glace

Les forages polaires fournissent des archives exceptionnelles des conditions climatiques et environnementales passees. Produire une datation robuste des carottes de glace ainsi qu’une estimation de l’incertitude associee est essentiel pour interpreter les enregistrements climatiques et environnementaux qu’elles contiennent. Cependant, c’est une tâche complexe car elle implique d’utiliser differentes methodes. Dans cet article, nous presentons IceChrono1, un modele probabiliste qui combine differentes sources d’information chronologique pour produire une datation commune et optimale pour plusieurs carottes de glace, ainsi qu’une estimation de l’incertitude associee. IceChrono1 est base sur l’inference de trois quantites : le taux d’accumulation de neige en surface, la profondeur de piegeage de l’air et la fonction d’amincissement. IceChrono1 integre de multiples informations chronologiques : un scenario modelise du processus de sedimentation (accumulation de la neige, densification de la neige en glace et piegeage de l’air, ecoulement de la glace), des horizons bien dates pour contraindre l’âge de la glace ou l’âge de l’air, des intervalles de profondeur definis sur la glace ou via des mesures sur l’air piege dont la duree est connue, des observations du delta profondeur (le decalage en profondeur entre des evenements synchrones enregistres dans la glace et dans l’air) et finalement des liens stratigraphiques reliant des marqueurs identifies dans la glace, dans l’air piege ou dans les deux a la fois entre les carottes de glace. L’inference est formulee comme un probleme d’optimisation aux moindres carres, impliquant que toutes les densites de probabilites sont supposees gaussiennes. Elle est resolue numeriquement en utilisant l’algorithme de Levenberg-Marquardt (supposant ainsi que le modele est presque lineaire au voisinage de la solution) et une evaluation numerique du Jacobien du modele. IceChrono1 est librement disponible sous la licence libre GPL v3 (General Public License v3).