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Une nouvelle étude résout le mystère de longue date de l’origine de la période glaciaire

La calotte glaciaire du Groenland est la deuxième plus grande masse de glace d'eau douce de la planète, après l'Antarctique.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université de l’Arizona pourrait avoir résolu deux mystères qui ont longtemps intrigué les experts en paléoclimat : D’où venaient les calottes glaciaires qui ont marqué la dernière période glaciaire, il y a plus de 100 000 ans, et comment ont-elles pu se développer aussi rapidement ?

Comprendre ce qui motive les cycles glaciaires et interglaciaires de la Terre, c’est-à-dire l’avancée et le recul périodiques des couches de glace dans l’hémisphère nord, n’est pas une mince affaire. La nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Geoscience, propose une explication de l’expansion rapide des calottes glaciaires qui ont recouvert une grande partie de l’hémisphère nord au cours de la dernière période glaciaire, et les résultats pourraient également s’appliquer à d’autres périodes glaciaires au cours de l’histoire de la Terre.

Il y a environ 100 000 ans, à l’époque où les mammouths parcouraient la Terre, le climat de l’hémisphère nord a plongé dans un âge polaire qui a permis la formation d’énormes nappes glaciaires. Sur une période d’environ 10 000 ans, les glaciers de montagne se sont développés et ont formé de grandes nappes glaciaires couvrant une grande partie du Canada, de la Sibérie et de l’Europe du Nord actuels.

S’il est largement admis que le « vacillement » périodique de l’orbite de la Terre autour du soleil a provoqué un refroidissement de l’été dans l’hémisphère nord qui a entraîné le début d’une glaciation généralisée, les scientifiques ont eu du mal à expliquer les vastes couches de glace qui recouvrent une grande partie de la Scandinavie et de l’Europe du Nord, où les températures sont beaucoup plus douces.

Contrairement à l’archipel arctique canadien, où la glace se forme facilement, la Scandinavie aurait dû rester largement libre de glace grâce au courant de l’Atlantique Nord, qui apporte de l’eau chaude sur les côtes du nord-ouest de l’Europe. Bien que les deux régions soient situées à des latitudes similaires, les températures estivales en Scandinavie sont bien au-dessus du point de congélation, alors que les températures dans de grandes parties de l’Arctique canadien restent en dessous du point de congélation pendant tout l’été, selon les chercheurs. En raison de cet écart, les modèles climatiques ont eu du mal à rendre compte des vastes glaciers qui ont avancé dans le nord de l’Europe et ont marqué le début de la dernière période glaciaire, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Marcus Lofverstrom.

« Le problème est que nous ne savons pas d’où viennent ces couches de glace (en Scandinavie) et ce qui les a poussées à s’étendre en si peu de temps », a déclaré Lofverstrom, professeur adjoint de géosciences et directeur du laboratoire de dynamique du système terrestre de l’Arizona.

Pour trouver des réponses, Lofverstrom a participé à l’élaboration d’un modèle de système terrestre extrêmement complexe, connu sous le nom de modèle communautaire de système terrestre, qui a permis à son équipe de recréer de manière réaliste les conditions qui existaient au début de la période glaciaire la plus récente. Il a notamment étendu le domaine du modèle d’inlandsis du Groenland à la majeure partie de l’hémisphère nord, avec un haut niveau de détail spatial. À l’aide de cette configuration actualisée du modèle, les chercheurs ont identifié les portes océaniques de l’archipel arctique canadien comme le talon d’Achille critique contrôlant le climat de l’Atlantique Nord et déterminant en fin de compte si les calottes glaciaires pouvaient ou non se développer en Scandinavie.

Les simulations ont révélé que tant que les portes océaniques de l’archipel arctique canadien restent ouvertes, la configuration orbitale de la Terre refroidit suffisamment l’hémisphère nord pour permettre la formation de calottes glaciaires dans le nord du Canada et en Sibérie, mais pas en Scandinavie.

Dans une deuxième expérience, les chercheurs ont simulé un scénario jusqu’alors inexploré dans lequel les calottes glaciaires obstruaient les voies navigables de l’archipel arctique canadien. Dans cette expérience, l’eau relativement fraîche de l’Arctique et du Pacifique Nord, qui passe habituellement par l’archipel arctique canadien, a été détournée à l’est du Groenland, où se forment généralement les masses d’eau profondes. Cette déviation a entraîné un rafraîchissement et un affaiblissement de la circulation profonde de l’Atlantique Nord, une expansion de la glace de mer et des conditions plus fraîches en Scandinavie.

« En utilisant à la fois des simulations de modèles climatiques et des analyses de sédiments marins, nous montrons que la glace qui se forme dans le nord du Canada peut obstruer les portes océaniques et détourner le transport de l’eau de l’Arctique vers l’Atlantique Nord », a déclaré Lofverstrom, « et cela conduit à son tour à un affaiblissement de la circulation océanique et à des conditions froides au large de la Scandinavie, ce qui est suffisant pour démarrer la croissance de la glace dans cette région. »

« Ces conclusions sont étayées par les enregistrements de sédiments marins de l’Atlantique Nord, qui montrent des preuves de la présence de glaciers dans le nord du Canada plusieurs milliers d’années avant le côté européen », a déclaré Diane Thompson, professeur adjoint au département des géosciences de l’UArizona. « Les enregistrements de sédiments montrent également des preuves irréfutables d’un affaiblissement de la circulation océanique profonde avant la formation des glaciers en Scandinavie, ce qui est similaire aux résultats de notre modélisation. »

Ensemble, les expériences suggèrent que la formation de glace marine dans le nord du Canada pourrait être un précurseur nécessaire à la glaciation en Scandinavie, écrivent les auteurs.

Le fait de pousser les modèles climatiques au-delà de leur application traditionnelle de prévision des climats futurs permet d’identifier des interactions inconnues jusqu’alors dans le système terrestre, telles que l’interaction complexe et parfois contre-intuitive entre les calottes glaciaires et le climat, a déclaré Lofverstrom.

« Il est possible que les mécanismes que nous avons identifiés ici s’appliquent à chaque période glaciaire, et pas seulement à la plus récente », a-t-il ajouté. « Cela peut même contribuer à expliquer des périodes froides plus brèves, comme le renversement froid du Younger Dryas (il y a 12 900 à 11 700 ans) qui a ponctué le réchauffement général à la fin de la dernière période glaciaire. »

Adaptation Terra Projects

Source : https://phys.org/

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