C'est une chose de savoir que la Terre a déjà été confrontée à des changements climatiques brusques – également connus sous le nom d'événements Dansgaard-Oeschger (DO) – dans le passé. Mais découvrir les raisons de ces changements dramatiques et plutôt à court terme est une autre histoire, celui que le Dr Rachael Rhodes de l'Université de Cambridge est en train de reconstituer à l'aide d'enregistrements chimiques provenant de carottes de glace prélevées au Groenland.

Une hypothèse commune avec les événements DO passés est que leur occurrence était étroitement liée à des changements majeurs dans l'étendue de la banquise arctique :de tels changements ont un effet positif sur la température de l'Arctique, et découvrir exactement comment fonctionne cette relation pourrait être essentiel pour prédire comment la glace arctique réagira au changement climatique en cours.

Dans le cadre de sa recherche SEADOG (Sea ice across Dansgaard-Oeschger events in Greenland), Le Dr Rhodes analyse les enregistrements de sel de mer et d'acide méthane sulfonique dans les carottes de glace du Groenland en vue de déterminer s'ils peuvent être utilisés comme indicateurs de l'étendue de la banquise arctique. Elle étudie quatre enregistrements de carottes de glace pour la variabilité spatiale et temporelle des événements DO, et explorer les contrôles des dépôts d'aérosols marins sur la calotte glaciaire du Groenland grâce au modèle de transport chimique p-TOMCAT.

Grâce à ses découvertes, Le Dr Rhodes a optimisé le modèle p-TOMCAT pour représenter les dépôts d'aérosols de sel de mer modernes à travers le Groenland. Les travaux en cours permettront d'identifier des scénarios de changement de glace de mer cohérents avec les données chimiques des carottes de glace pour les événements DO.

Que sont les événements DO et pourquoi est-il important de mieux les comprendre ?

Les événements DO sont des changements rapides et brusques du climat des hautes latitudes du nord qui se sont produits au cours de la dernière période glaciaire. Ils portent le nom de deux célèbres scientifiques des carottes de glace :Willi Dansgaard (Danemark) et Hans Oeschger (Suisse) qui ont d'abord reconnu ces événements dans les rapports isotopiques stables de l'eau (une température indirecte) des carottes de glace du Groenland.

Comment se fait-il qu'on n'en sache pas encore plus sur ces événements ?

Nous en savons beaucoup sur eux. Par exemple, des carottes de glace du Groenland, nous pouvons déchiffrer que des changements de températures de 5 à 16,5°C se sont produits au cours des siècles au Groenland. Cependant, nous ne comprenons toujours pas ce qui a finalement causé ces événements. Plusieurs théories impliquent des changements majeurs dans l'étendue de la banquise arctique, mais il y a peu de preuves dans les archives paléoclimatiques pour contraindre cela.

Comment avez-vous procédé pour recueillir les informations souhaitées à partir des carottes de glace ?

J'utilise les concentrations de sel de mer (NaCl) mesurées sur les carottes de glace du Groenland. Les concentrations de sel de mer sont relativement faciles à mesurer mais difficiles à interpréter en termes de changements climatiques ou environnementaux car de nombreux autres facteurs peuvent influencer le signal qui est finalement conservé dans les carottes de glace. En particulier, variations de la météorologie, tels que les systèmes météorologiques qui transportent l'aérosol de sel marin dans l'atmosphère jusqu'au site de la carotte de glace, sont connus pour avoir un impact sur le signal.

J'utilise un modèle de transport chimique atmosphérique appelé p-TOMCAT pour étudier dans quelle mesure les signaux de sel marin des carottes de glace sont influencés par la surface de la banquise et par la météorologie. Cela aidera à répondre à la question de savoir si les changements brusques de concentration de sel de mer au cours des événements d'OD peuvent être liés aux conditions de la banquise arctique.

Que pouvez-vous nous dire sur vos principales conclusions jusqu'à présent ?

Mon travail initial s'est concentré sur la compréhension des processus contrôlant le signal du sel marin des carottes de glace du Groenland à l'heure actuelle. J'ai modifié p-TOMCAT pour calculer les concentrations de sel de mer dans la neige déposée et le modèle fait un excellent travail pour reproduire à la fois les concentrations et la saisonnalité des enregistrements de sel de mer conservés dans les carottes de glace. Les résultats indiquent que la météorologie est le facteur dominant affectant les signaux de sel marin des carottes de glace à l'échelle interannuelle, mais que les conditions de glace de mer exercent une certaine influence. Je teste à quel point un changement important dans la zone de glace de mer est nécessaire pour remplacer la météorologie et devenir l'influence dominante.

Comment ces résultats peuvent-ils aider à prédire l'évolution future de la banquise arctique ?

Ce travail nous aidera à comprendre si/comment les enregistrements de concentration de sel de mer dans les carottes de glace du Groenland peuvent être utilisés comme indicateur de l'étendue de la banquise arctique. Un résultat positif démêlerait les effets des changements de sel de mer liés à la glace de mer et à la météorologie, permettant aux concentrations de sel de mer d'être utilisées en toute confiance comme indicateur de glace de mer. La reconstruction des changements de glace de mer arctique à travers les événements brusques de DO est importante car nous devons finalement comprendre comment la glace de mer arctique réagit au changement climatique rapide, comme celui auquel nous assistons en ce moment.

Que vous reste-t-il à accomplir avant la fin du projet l'année prochaine ?

Maintenant que les processus conduisant aux signaux de sel marin des carottes de glace sont bien compris pour les conditions arctiques actuelles, J'adapte le modèle pour effectuer des tests utilisant la météorologie et la glace de mer typiques de la dernière période glaciaire lorsque des événements DO se sont produits. Il sera intéressant de tester comment les signaux simulés de sel de mer réagissent aux énormes changements de climat et de glace de mer que l'on pense se produire lors d'événements DO.