L'océan Arctique était autrefois un gigantesque lac d'eau douce. Ce n'est qu'après que le pont terrestre entre le Groenland et l'Écosse se soit suffisamment immergé que de grandes quantités d'eau salée se sont déversées de l'Atlantique. A l'aide d'un modèle climatique, des chercheurs de l'institut Alfred Wegener ont montré comment ce processus s'est déroulé, permettant pour la première fois de mieux comprendre comment la circulation atlantique, telle que nous la connaissons aujourd'hui s'est produite. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Communication Nature .

Chaque année, Californie. 3, 300 kilomètres cubes d'eau douce se jettent dans l'océan Arctique. Cela équivaut à dix pour cent du volume total d'eau que tous les fleuves du monde transportent vers les océans par an. Dans le climat chaud et humide de l'Eocène (il y a environ 56 à 34 millions d'années), l'afflux d'eau douce était probablement encore plus important. Cependant, contrairement à aujourd'hui, au cours de cette période géologique, il n'y a eu aucun échange d'eau avec d'autres océans. L'afflux d'eaux salées de l'Atlantique et du Pacifique, qui rejoint aujourd'hui l'océan Arctique depuis le Pacifique via le détroit de Béring et depuis l'Atlantique Nord via la dorsale Groenland-Ecosse, n'était pas possible - la région qui est aujourd'hui complètement submergée était alors au-dessus de la mer.

Ce n'est qu'une fois le pont terrestre entre le Groenland et l'Écosse disparu que les premiers passages océaniques ont émergé, reliant l'Arctique à l'Atlantique Nord et rendant possible les échanges d'eau. A l'aide d'un modèle climatique, chercheurs de l'Institut Alfred Wegener, Le Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) a maintenant réussi à simuler l'effet de cette transformation géologique sur le climat. Dans leurs simulations, ils ont progressivement submergé le pont terrestre jusqu'à une profondeur de 200 mètres. "En réalité, ce processus de submersion tectonique a duré plusieurs millions d'années, " dit le climatologue Michael Stärz, premier auteur de l'étude. "De façon intéressante, les plus grands changements dans les schémas de circulation et les caractéristiques de l'océan Arctique ne se sont produits que lorsque le pont terrestre avait atteint une profondeur de plus de 50 mètres sous la surface. »

Cette profondeur seuil correspond à la profondeur de la couche de mélange superficielle, et détermine où se termine l'eau de surface relativement légère de l'Arctique et où commence la couche sous-jacente d'eau entrante de l'Atlantique Nord. "Ce n'est que lorsque la dorsale océanique se trouve sous la couche de mélange de surface que l'eau salée plus lourde de l'Atlantique Nord peut s'écouler dans l'Arctique avec relativement peu d'obstacles, " explique Stärz. " Une fois que le passage océanique entre le Groenland et l'Ecosse avait atteint cette profondeur critique, l'océan Arctique salin tel que nous le connaissons aujourd'hui a été créé. » La formation de passages océaniques joue un rôle vital dans l'histoire du climat mondial, car elle entraîne des changements dans le transport de la chaleur dans l'océan entre les latitudes moyennes et polaires.

La théorie selon laquelle le bassin arctique était autrefois isolé est étayée par la découverte de fossiles d'algues d'eau douce dans des sédiments d'eau profonde de l'Éocène qui ont été obtenus lors de forages internationaux près du pôle Nord en 2004. Ce qui était autrefois un pont terrestre se trouve maintenant à environ. 500 mètres sous l'océan et se compose presque entièrement de basalte volcanique. L'Islande est la seule section restant au-dessus de la surface.