Les scientifiques savent depuis longtemps qu'une réduction des courants de l'océan Atlantique amenant de l'eau chaude dans l'hémisphère nord en provenance des tropiques a créé un refroidissement brutal connu sous le nom de période froide de Younger Dryas près de 13 ans, il y a 000 ans, mais la cause de ce phénomène n'a pas été prouvée.
Maintenant, une équipe de scientifiques des États-Unis et du Canada pense avoir la réponse :l'apport d'eau douce de la calotte glaciaire laurentienne se retirant du bassin du lac Supérieur, créant une rivière à travers les Grands Lacs inférieurs jusqu'au golfe du Saint-Laurent et à l'Atlantique Nord.
Les résultats sont importants car cela pourrait se reproduire, résultant à la fois de la fonte de la calotte glaciaire du Groenland et d'une augmentation significative des eaux douces de l'Arctique en raison de l'augmentation des pluies et de la neige. L'étude met également en évidence la sensibilité du courant atlantique aux changements d'apport d'eau douce.
Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne dans Géologie , une publication de la Geological Society of America.
"Il a été bien documenté que la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique, ou AMOC, ralenti à cause de l'eau douce, mais il y a eu peu d'accord sur la façon dont, " a noté Anders Carlson, un géologue de l'Oregon State University et co-auteur de l'étude. "Certains scientifiques ont soutenu pendant des années qu'il s'agissait de cette voie d'eau douce, mais d'autres disent que la région était encore glacée lorsque la période de refroidissement a commencé.
"Certaines personnes ont même spéculé qu'une comète a causé la période de refroidissement. Nous avons trouvé des preuves convaincantes, cependant, qu'il s'agissait d'eau douce – un fleuve de la taille du Mississippi qui se jetait dans l'Atlantique Nord. »
La clé de la découverte de l'équipe de recherche est venue de l'échantillonnage de blocs rocheux dans la région où la calotte glaciaire laurentide dominait autrefois l'hémisphère nord, couvrant environ 5 millions de miles carrés et atteignant une épaisseur de 8, 000 à 10, 000 pieds à certains endroits. La dernière glaciation était à un maximum d'environ 23, il y a 000 ans et dominait le paysage jusqu'à ce qu'il commence à reculer à mesure que la planète se réchauffait.
Le recul glaciaire a duré plus de 10, 000 ans, Carlson a noté, mais le "point de basculement" qui a causé la réduction du courant atlantique peut s'être produit en un seul été.
"Alors que la calotte glaciaire se retirait, il y avait d'énormes lacs d'eau douce qui se déversaient dans le Mississippi et dans le golfe du Mexique, " a déclaré Carlson. " Mais à un moment donné, la région du lac Supérieur est devenue libre de glace et c'était comme enlever un barrage. Cette eau s'est déplacée d'un drainage sud vers un drainage est, et dans l'Atlantique Nord."
Le résultat a été un refroidissement important de l'Atlantique Nord qui a entraîné une baisse des températures sur terre - jusqu'à 10 degrés Celsius (ou environ 18 degrés Fahrenheit) en un peu plus d'un siècle.
Carlson et ses collègues sont allés sur le terrain pour voir s'ils pouvaient savoir quand le bassin du lac Supérieur est devenu libre de glace, ouvrant ainsi la voie de l'eau douce vers l'Atlantique Nord. Ils ont échantillonné des rochers dans toute la région pour voir combien de temps ils avaient été exposés aux rayons cosmiques. Alors que ces rayons cosmiques frappent le quartz dans la roche, il divise les éléments et crée du béryllium-10.
« Essentiellement, ce que nous avons fait était de mesurer les coups de soleil sur les rochers, " a déclaré Carlson. " Le bombardement cosmique par les neutrons laisse une image claire du moment où ces rochers ont été exposés pour la première fois au soleil. La preuve montre que le lac Supérieur a été déglacé 13, il y a 000 ans, beaucoup plus tôt qu'on ne le pensait auparavant."
La preuve de rocher a été rendue possible grâce à l'utilisation d'un spectromètre de masse à peu près de la taille d'un terrain de basket-ball à l'Université Purdue. La technique, appelée spectrométrie de masse par accélérateur, utilise un accélérateur de particules de physique nucléaire d'ancienne génération pour mesurer des atomes individuels - dans ce cas, béryllium-10 – produit dans ces rochers par les rayons cosmiques.
"Cette nouvelle approche nous permet de réduire l'intervalle de temps où les zones deviennent libres de glace des échelles de temps millénaires à quelques siècles, " a déclaré Marc Cafée, un physicien de Purdue et co-auteur de l'étude. "En avant, cela nous permettra d'être beaucoup plus précis dans la mesure du recul des marges de glace et de leur relation avec le changement climatique. Une clé pour comprendre le changement climatique futur est une compréhension détaillée des changements climatiques passés."
Bien que les résultats de cette étude puissent avoir résolu une controverse de longue date, disent les chercheurs, de nombreux aspects des changements climatiques passés sont encore mal compris. Le bombardement cosmique des matériaux de surface fournit une horloge que les chercheurs peuvent utiliser pour comprendre les relations de cause à effet dans les changements climatiques passés.
Il faudrait une augmentation significative des apports d'eau douce dans l'Atlantique Nord pour renverser à nouveau les courants, Carlson a souligné – la fonte de la calotte glaciaire du Groenland sur environ 1, 300 ans avec une énorme augmentation de l'eau douce de l'Arctique.
"Les modèles montrent qu'à mesure que la planète se réchauffe, l'Arctique recevra plus de neige en hiver et plus de pluie en été, " Carlson a déclaré. "L'augmentation des précipitations est déjà en train de se produire."
