Une étude approfondie menée par des chercheurs de l'Université de l'Arizona a peut-être résolu deux mystères qui ont longtemps intrigué les spécialistes du paléoclimat : d'où viennent les calottes glaciaires qui ont sonné lors de la dernière période glaciaire il y a plus de 100,000 XNUMX ans, et comment ont-elles pu se développer ? tellement rapidement?
Comprendre ce qui motive les cycles glaciaires-interglaciaires de la Terre - l'avance et le retrait périodiques des calottes glaciaires dans l'hémisphère Nord - n'est pas une tâche facile, et les chercheurs ont consacré des efforts considérables pour expliquer l'expansion et le rétrécissement des grandes masses de glace sur des milliers d'années. L'étude, publiée dans la revue Nature Geoscience, propose une explication de l'expansion rapide des calottes glaciaires qui couvraient 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 de l'histoire de la Terre.
Il y a environ 100,000 10,000 ans, lorsque les mammouths parcouraient la Terre, le climat de l'hémisphère Nord a chuté dans un gel profond qui a permis la formation d'énormes calottes glaciaires. Sur une période d'environ XNUMX XNUMX ans, les glaciers de montagne locaux ont grandi et formé de grandes calottes glaciaires couvrant une grande partie du Canada, de la Sibérie et de l'Europe du Nord d'aujourd'hui.
Alors qu'il a été largement admis que les "oscillations" périodiques de l'orbite terrestre autour du soleil ont déclenché un refroidissement pendant l'été de l'hémisphère nord qui a provoqué le début d'une glaciation généralisée, les scientifiques ont eu du mal à expliquer les vastes calottes glaciaires couvrant une grande partie de la Scandinavie et du nord de l'Europe, où les températures sont beaucoup plus douces.
Contrairement à l'archipel froid de l'Arctique canadien où la glace se forme facilement, la Scandinavie aurait dû rester en grande partie libre de glace en raison du 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 scandinaves sont bien au-dessus du point de congélation, tandis que les températures dans de grandes parties de l'Arctique canadien restent en dessous du point de congélation tout l'été, selon les chercheurs. En raison de cette divergence, les modèles climatiques ont eu du mal à tenir compte des vastes glaciers qui ont avancé dans le nord de l'Europe et 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 calottes glaciaires (en Scandinavie) et ce qui les a fait s'étendre en si peu de temps", a déclaré Lofverstrom, professeur adjoint de géosciences et responsable de l'UArizona Earth System Dynamics. Laboratoire.
Pour trouver des réponses, Lofverstrom a aidé à développer un modèle de système terrestre extrêmement complexe, connu sous le nom de modèle de système terrestre communautaire, 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 élargi le domaine du modèle de calotte glaciaire du Groenland pour englober la majeure partie de l'hémisphère nord avec des détails spatiaux élevés.
À l'aide de cette configuration de modèle mise à jour, les chercheurs ont identifié les portes océaniques de l'archipel arctique canadien comme un élément essentiel contrôlant le climat de l'Atlantique Nord et déterminant finalement si les calottes glaciaires pourraient 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 jusque-là inexploré dans lequel des calottes glaciaires marines obstruaient les voies navigables de l'archipel arctique canadien. Dans cette expérience, l'eau relativement fraîche de l'Arctique et du Pacifique Nord - généralement acheminée à travers l'archipel arctique canadien - a été détournée vers l'est du Groenland, où se forment généralement des masses d'eau profonde. Ce détournement 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 l'analyse des sédiments marins, nous montrons que la formation de glace dans le nord du Canada peut obstruer les passerelles océaniques et détourner le transport de l'eau de l'Arctique vers l'Atlantique Nord", a déclaré Lofverstrom, "et cela entraîne à son tour une circulation océanique affaiblie. et des conditions froides au large des côtes de la Scandinavie, ce qui est suffisant pour commencer à faire pousser de la glace dans cette région.
"Ces découvertes sont étayées par des enregistrements de sédiments marins de l'Atlantique Nord, qui montrent des preuves de glaciers dans le nord du Canada plusieurs milliers d'années avant la partie européenne", a déclaré Diane Thompson, professeure adjointe au Département de géosciences de l'UArizona. "Les enregistrements de sédiments montrent également des preuves convaincantes d'une circulation océanique profonde affaiblie avant la formation des glaciers en Scandinavie, similaires à nos résultats de 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.
Pousser les modèles climatiques au-delà de leur application traditionnelle de prédiction des climats futurs offre une opportunité d'identifier des interactions jusque-là inconnues 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, pas seulement à la plus récente", a-t-il déclaré. "Cela peut même aider à expliquer des périodes froides plus courtes comme l'inversion du froid du Dryas jeune (il y a 12,900 11,700 à XNUMX XNUMX ans) qui a ponctué le réchauffement général à la fin de la dernière période glaciaire."
L'étude initialement publiée le Nature Geoscience. Juin 09, 2022.
