La fonte des glaces en Antarctique pourrait modifier la circulation océanique mondiale, selon des carottes de sédiments

Une nouvelle lumière sur la circulation océanique

Une étude récente vient bouleverser notre compréhension des mécanismes climatiques historiques, en mettant en évidence le rôle crucial de la fonte des glaces antarctiques sur la circulation océanique mondiale. Ces travaux démontrent que lors des deux dernières déglaciations, c’est-à-dire les phases de transition entre une ère glaciaire et une période interglaciaire chaude, l’eau de fonte issue de la calotte antarctique a considérablement intensifié la stratification de l’océan Austral.

Ces résultats soulignent l’influence déterminante de la calotte glaciaire antarctique non seulement sur la dynamique des océans, mais aussi sur la régulation globale du climat terrestre. Cette recherche a été dirigée par François Fripiat, chercheur au Max Planck Institute for Chemistry et à l’Université Libre de Bruxelles. Pour mener à bien cette enquête scientifique d’envergure, il a collaboré étroitement avec des chercheurs de l’Université de Princeton ainsi que de l’Institut Alfred Wegener.

L’importance de cette découverte a été validée par la communauté scientifique internationale, l’étude ayant été publiée dans les prestigieux Proceedings of the National Academy of Sciences (Comptes-rendus de l’Académie nationale des sciences des États-Unis). Elle offre une perspective inédite sur les interactions complexes entre la glace polaire et les courants marins.

L’histoire climatique et l’énigme du Sud

Depuis trois millions d’années, le climat de la Terre oscille entre de longues périodes glaciaires et des périodes interglaciaires plus clémentes. Durant les phases froides, d’immenses calottes glaciaires polaires recouvraient une grande partie de l’hémisphère Nord, s’étendant jusqu’au continent européen. Les transitions vers les périodes chaudes, appelées déglaciations, se caractérisaient par la disparition progressive de ces masses de glace.

Si les phénomènes du Nord sont bien documentés, le Sud restait une zone d’ombre. François Fripiat explique cette disparité scientifique : « Alors que l’impact de la fonte des grandes calottes glaciaires de l’hémisphère nord sur la circulation de l’Atlantique Nord est étudié depuis des décennies et reconnu pour ses conséquences climatiques majeures, le rôle spécifique de l’Antarctique dans l’océan Austral qui l’entoure reste largement méconnu ».

L’océan Austral occupe pourtant une position centrale dans le système climatique planétaire. Il agit comme un véritable carrefour de la circulation océanique, connectant entre eux les océans Atlantique, Indien et Pacifique. De plus, il constitue la principale zone d’échange entre l’atmosphère et l’océan profond, ce dernier étant un immense réservoir stockant environ cent fois plus de dioxyde de carbone que l’atmosphère elle-même.

La mécanique de la stratification océanique

Les échanges vitaux entre l’air et la mer dépendent largement de ce que l’on appelle la stratification océanique. Ce terme désigne la manière dont les masses d’eau s’organisent en couches superposées, qui sont plus ou moins bien mélangées entre elles. Cette structure influence directement la capacité de l’océan à absorber ou relâcher des éléments chimiques et de l’énergie.

François Fripiat utilise une analogie mécanique pour illustrer ce processus complexe : « L’océan peut être comparé à une immense machine qui redistribue la chaleur et le carbone à l’échelle planétaire. Lorsque cette machine se stratifie, son fonctionnement ralentit, avec des conséquences directes pour le climat ». Une stratification accrue signifie donc un mélange moins efficace entre les eaux de surface et les eaux profondes.

Comprendre comment et pourquoi cette machine ralentit ou accélère est essentiel pour décrypter les changements climatiques passés et futurs. C’est précisément ce mécanisme de redistribution que les chercheurs ont cherché à analyser en se penchant sur les archives sédimentaires.

Les diatomées, archives microscopiques

Pour mener cette étude, l’équipe de chercheurs a analysé des carottes de sédiments prélevées au fond de l’océan Austral. Ces cylindres de terre et de boue contiennent des informations précieuses sur l’histoire de notre planète, accumulées couche après couche au fil des millénaires.

Leurs données reposent spécifiquement sur l’analyse de la composition isotopique de la matière organique préservée dans les coquilles de diatomées. Ces algues marines microscopiques foisonnent dans l’océan Austral. Lorsqu’elles meurent, leurs coquilles tombent au fond de l’eau et s’intègrent aux sédiments.

En étudiant ces restes fossilisés, les scientifiques peuvent reconstruire les conditions environnementales du passé. Les diatomées servent ainsi d’archive naturelle, permettant de lire l’histoire de l’océan comme on lirait un livre ouvert sur les millénaires précédents.

Un système climatique résilient malgré la fonte

Les résultats de l’analyse révèlent qu’au cours des périodes de déglaciation, la stratification de l’océan s’est fortement intensifiée à proximité de l’Antarctique. Ce phénomène a été provoqué par d’importants apports d’eau douce issus de la fonte de la calotte glaciaire. L’eau douce, étant moins dense que l’eau salée, reste en surface et empêche le mélange vertical des eaux.

Cependant, plus au nord, près du front polaire, une dynamique différente s’est mise en place. L’action combinée de ces apports d’eau douce et des vents d’ouest a favorisé une remontée accrue des eaux profondes, un phénomène connu sous le nom d’upwelling. Cela a permis de maintenir un certain degré de ventilation de l’océan à l’échelle mondiale.

François Fripiat précise que la machine ne s’est pas grippée : « Nos données montrent que le système climatique ne s’est pas complètement arrêté. Même lorsque l’océan près de l’Antarctique devenait plus stratifié, d’autres mécanismes permettaient encore aux eaux profondes de remonter et d’échanger avec l’atmosphère, notamment sous l’influence des vents. Ces échanges ont pu libérer du CO₂ dans l’atmosphère, contribuant au réchauffement qui a mis fin aux périodes glaciaires ».

L’Antarctique, chef d’orchestre invisible

Loin d’être un simple désert de glace inerte, l’Antarctique apparaît à la lumière de ces travaux comme l’un des conducteurs invisibles du système climatique terrestre. Son influence dépasse largement ses frontières géographiques pour toucher l’ensemble de la planète via les courants marins et les échanges atmosphériques.

Cette étude met en évidence la complexité des interactions entre la glace, l’océan et l’atmosphère. Elle rappelle que chaque composante du système Terre joue un rôle précis dans l’équilibre global.

Comprendre les mécanismes qui régissent l’Antarctique et son océan environnant est donc une nécessité absolue. C’est en déchiffrant ce passé géologique que les scientifiques pourront mieux anticiper l’avenir de notre planète face aux changements actuels.

Selon la source : phys.org

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