Une énigme climatique met en lumière le rôle de l'océan Austral

Les périodes glaciaires se sont accentuées et rallongées lors du dernier million d’années. ...
Une énigme climatique met en lumière le rôle de l'océan Austral

Une énigme climatique met en lumière le rôle de l'océan Austral

Photo: IODP/Keystone/William Crawford

Les périodes glaciaires se sont accentuées et rallongées lors du dernier million d’années. Cette transition climatique jusqu’ici inexpliquée coïncide avec une atténuation du brassage des eaux dans l’océan Austral, indique une étude avec participation suisse.

Une analyse de sédiments marins récupérés à plus de 2 km de profondeur vient d’apporter un élément de réponse à l'une des énigmes de l’histoire du climat terrestre: la transition du moyen Pléistocène, qui a démarré il y a environ un million d’années.

Les ères glaciaires se sont alors prolongées et intensifiées, et la périodicité de leur cycle s’est allongée de 40'000 ans à 100'000 ans. L’une des clés de ce phénomène se trouve dans les eaux profondes de l’océan Austral, selon cette recherche publiée dans la revue Science.

Les eaux océaniques contiennent soixante fois plus de carbone que l’atmosphère. C’est pourquoi de petites variations de leur concentration en dioxyde de carbone (CO2) peut jouer un rôle majeur sur les transitions climatiques, a indiqué jeudi le Fonds national suisse (FNS) dans un communiqué.

Brassage réduit

L’étude internationale menée par Samuel Jaccard, professeur boursier FNS à l’Université de Berne, a retracé pour la première fois l’évolution du brassage entre eaux profondes et eaux de surface dans l’océan Austral. Il s’agit d’un facteur important du système climatique global, car il fait remonter le CO2 océanique à la surface et lui permet de s’échapper dans l’atmosphère.

Ces recherches indiquent que le brassage s’est fortement réduit à la fin de la transition du moyen Pléistocène, il y a quelque 600'000 ans. L’atténuation du brassage a diminué la quantité de CO2 relâchée par l’océan, ce qui a réduit l’effet de serre et intensifié les périodes glaciaires.

Ces travaux mettent ainsi en lumière des mécanismes de rétroaction susceptibles de ralentir ou d’accélérer de manière importante le changement climatique actuel.

'Le système climatique global possède une dynamique très complexe', explique Samuel Jaccard, cité dans le communiqué. 'Les concentrations en gaz à effet de serre, notamment en CO2, jouent un rôle crucial. Celles-ci dépendent bien entendu des émissions dues aux activités humaines, mais également de phénomènes naturels et notamment du dégazage du dioxyde de carbone contenu dans les océans'.

Température et salinité

Les scientifiques ont déterminé la différence de salinité et de température entre les eaux superficielles et profondes, car ces deux facteurs déterminent, entre autres, l’intensité du brassage. Leurs résultats indiquent que deux processus opposés se sont intensifiés lors de la transition climatique vers des périodes glaciaires plus longues: les eaux de surface se sont à la fois refroidies et leur salinité a baissé.

Au final, le mélange de couches s’est fortement ralenti lors des périodes glaciaires. En réduisant ainsi la quantité de CO2 s’échappant des océans dans l’atmosphère, ce phénomène a contribué à baisser l’effet de serre et à prolonger un climat froid, instaurant ainsi une période de 'global cooling', explique Samuel Jaccard.

'On voit ici une boucle de renforcement typique: le brassage diminue, les précipitations et les eaux de fonte des glaciers s’accumulent à la surface de l’océan et y résident plus longtemps; la salinité et la densité y diminue, ce qui renforce l’atténuation du brassage', ajoute le spécialiste.

Brassage favorisé

Ces résultats sont importants pour la situation actuelle: on observe en effet depuis quelques décennies des vents d’ouest plus intenses, ce qui favorise le brassage et donc le relâchement de CO2 océanique dans l’atmosphère.

Mais cette tendance pourrait être compensée par d’autres effets: par exemple, un climat plus chaud pourrait augmenter les précipitations et la fonte des glaciers, et ainsi ajouter de l’eau douce en surface. Des simulations sont nécessaires afin de mieux comprendre l’évolution de la dynamique de l’océan Austral dans le futur.

La reconstitution du brassage océanique s’est faite à l’aide d’une carotte de sédiments de 169 m de long, prélevée sous le fonds marin à une profondeur de 2800 mètres à quelque 2500 km des côtes de l’Afrique du Sud. La salinité et la température de l'eau ont été déterminées par analyse de coquilles de foraminifères, des protozoaires possédant un squelette calcaire.

/ATS
 

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