Kaustubh Thirumalai (Brown University) aidant à récupérer un instrument CTD, qui recueille des échantillons d'eau et mesure les paramètres physiques des eaux océaniques tels que la température, à bord du R/V Point Sur dans le nord du golfe du Mexique. Crédit :Caitlin Reynolds (USGS)
Des recherches menées à l'Université du Texas à Austin ont révélé que les changements des courants océaniques dans l'océan Atlantique influencent les précipitations dans l'hémisphère occidental, et que ces deux systèmes sont liés depuis des milliers d'années.
Les résultats, publié le 26 janvier dans Communication Nature , sont importants car l'examen détaillé du climat passé de la Terre et des facteurs qui l'ont influencé pourraient aider les scientifiques à comprendre comment ces mêmes facteurs peuvent influencer notre climat aujourd'hui et dans le futur.
"Les mécanismes qui semblent conduire cette corrélation [dans le passé] sont les mêmes que ceux qui sont également en jeu dans les données modernes, " a déclaré l'auteur principal Kaustubh Thirumalai, chercheur postdoctoral à l'Université Brown qui a mené la recherche tout en obtenant son doctorat. à l'UT Austin Jackson School of Geosciences. "La circulation de surface de l'océan Atlantique, et quoi qu'il en soit, cela change, a des implications sur la façon dont les précipitations changent sur les continents. »
Thirumalai a mené les travaux à l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG), une unité de recherche à l'UT Jackson School of Geosciences. Les co-auteurs comprennent des scientifiques de l'UTIG, et des chercheurs du U.S. Geological Survey St. Petersburg Coastal and Marine Science Center et du Massachusetts Institute of Technology.
Carte des principaux courants de surface du monde. Crédit :opengeology.org
La circulation à la surface de l'océan Atlantique est une partie importante du climat mondial de la Terre, transportant l'eau chaude des tropiques vers les pôles. La base de la recherche consistait à suivre les changements de la circulation océanique avec de nouveaux détails en étudiant trois carottes de sédiments extraites du fond marin du golfe du Mexique en 2010 lors d'une croisière scientifique. Les échantillons donnent un aperçu des facteurs qui ont influencé la force du courant océanique par incréments d'environ 30 ans au cours des 4 dernières, 400 ans.
"Si nous revenons par incréments de 30, nous sommes bien placés pour comprendre des choses de l'ordre des siècles, " a déclaré Thirumalai. " Et la question que nous avons décidé de poser était de savoir ce que ces reconstructions de la température et de la salinité peuvent nous dire sur la plus grande circulation à la surface de l'océan Atlantique. "
Les petits incréments de temps que les scientifiques ont pu capturer dans les carottes sont dus aux grandes quantités de sédiments qui se déversent dans le golfe à partir des rivières du Mexique et de l'Amérique du Nord. Les scientifiques ont extrait des données sur la température et la salinité - des facteurs qui influencent la force des courants océaniques - à partir de micro-organismes océaniques appelés foraminifères conservés dans les sédiments.
Les données ont montré que, par rapport à aujourd'hui, la circulation de surface de l'océan Atlantique était beaucoup plus faible pendant le petit âge glaciaire, une période fraîche qui aurait été déclenchée par l'activité volcanique qui a duré de 1450 à 1850. Étant donné que ces ensembles de courants océaniques sont connus pour influencer le climat mondial, les chercheurs étaient intéressés de voir si cela était corrélé avec les précipitations dans l'hémisphère occidental, et comment une telle corrélation pourrait changer au fil du temps.
Une figure montrant les corrélations entre la salinité dans le golfe du Mexique et les précipitations sur les continents à l'époque moderne et au petit âge glaciaire. Les couleurs représentent les précipitations (le vert correspond à des conditions plus humides, le brun est plus sec) et la salinité (le rouge est plus salin, le bleu est plus frais). L'ère moderne montre des corrélations à l'échelle décennale entre la salinité de la surface des océans dans le nord du golfe du Mexique et la salinité ailleurs dans les océans et les précipitations sur les continents. Les formes représentent la corrélation entre les données sur les précipitations pendant le petit âge glaciaire et les données sur la salinité du golfe du Mexique pour la même période. Les données pluviométriques ont été collectées à partir d'enregistrements proxy, tels que les cernes des arbres et les formations de grottes, et les données sur la salinité des carottes de sédiments. Crédit :Thirumalai et tous, 2018.
Pour calculer la corrélation pendant le petit âge glaciaire, les chercheurs ont comparé les données de base avec des proxys pour les données de précipitations, telles que les données des cernes des arbres, formations de grottes et autres documents naturels. Et pour calculer la corrélation moderne, ils ont comparé les données recueillies par les humains au cours du siècle dernier sur la température et la salinité du golfe et les précipitations dans l'hémisphère occidental. Ils ont également analysé les données d'un modèle climatique développé par l'Institut Max-Planck de météorologie en Allemagne pour prédire quelle serait la corrélation entre le courant et les précipitations pendant le petit âge glaciaire.
Les résultats indiquent que dans le présent et le passé, les courants de surface de l'océan Atlantique sont en corrélation avec les régimes de précipitations dans l'hémisphère occidental. Thirumalai a déclaré que cette découverte est importante pour deux raisons. Il montre qu'il existe une corrélation entre le courant et les précipitations, et que la corrélation est évidente dans les ensembles de données qui couvrent différentes échelles de temps.
"C'était remarquable, " a déclaré Thirumalai. " Ces modèles qui sont basés sur l'analyse décennale des données modernes, et puis les indicateurs hydroclimatiques qui donnent la salinité dans les océans et les précipitations sur terre semblent montrer la même image."
Les résultats soulignent l'importance de la circulation de surface de l'océan Atlantique pour les précipitations, et que les changements dans le courant peuvent avoir des impacts de grande envergure. Cela signifie que les changements futurs de la salinité et de la température du golfe pourraient influencer le climat d'autres manières.
"L'étude démontre un lien solide à l'échelle du siècle entre les changements de la circulation océanique dans le bassin atlantique et les précipitations dans les continents adjacents au cours des 4 dernières années, 000 ans, " a déclaré le directeur de l'UTIG Terry Quinn, un co-auteur de l'étude. "Et par conséquent, il fournit une base de référence pour les prédictions sur la façon dont cette partie du système climatique peut se comporter à l'avenir."
