Dans l'histoire récente de la Terre, le climat a varié suivant ~100, 000 ans, cycles glaciaires-interglaciaires avec des températures plus élevées et plus basses et des concentrations de gaz à effet de serre. Pendant les conditions glaciaires les plus froides, les températures moyennes mondiales étaient d'environ 5 °C plus froides qu'aujourd'hui, avec environ la moitié moins de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Ces cycles ont été rythmés par des variations de l'orbite terrestre, mais la compréhension des types est encore limitée, les tailles et les horaires des processus spécifiques qui ont conduit aux changements de température et de gaz à effet de serre.

Une étude d'analyse de données/modélisation du système Terre vient d'être publiée dans PNAS ( Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique) montre que l'apport de poussière dans l'atmosphère et l'océan a augmenté de façon exponentielle avec la baisse de la température et que cet apport accru a amplifié le refroidissement mondial et la réduction du dioxyde de carbone pendant les conditions glaciaires les plus froides.

Comme expliqué par le professeur Gary Shaffer (Université de Magallanes (Chili), et l'Institut Niels Bohr, Université de Copenhague) qui a dirigé l'étude, cela "fournit une pièce importante au puzzle du cycle climatique glaciaire-interglaciaire et souligne le rôle important de la poussière dans le système climatique".

Données sur les dépôts de poussière au cours des trois derniers cycles glaciaires

La poussière atmosphérique refroidit la Terre en réfléchissant la lumière solaire entrante et en modifiant la formation des nuages. Par ailleurs, l'apport de fer contenu dans la poussière à la surface de l'océan fertilise la production biologique océanique dans certaines zones océaniques, entraînant une diminution du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

L'étude a utilisé des données de dépôt de poussière au cours des trois derniers cycles glaciaires des latitudes subtropicales de l'hémisphère nord et des hautes latitudes de l'hémisphère sud, points chauds pour les effets du refroidissement atmosphérique et de la fertilisation des océans, respectivement, et trouvé les dépendances exponentielles de la température mentionnées ci-dessus. Des simulations avec le modèle du Centre danois pour la science du système terrestre (DCESS) ont montré le refroidissement amplifié et la diminution du dioxyde de carbone pour les conditions glaciaires les plus froides.

Ces résultats montrent que les rétroactions poussière-climat peuvent expliquer la poussée finale vers des conditions glaciaires extrêmes pour la température et le dioxyde de carbone, expliquant ainsi environ un quart du changement interglaciaire-glaciaire total pour les deux propriétés.

Le professeur Shaffer note que "Nos résultats montrent une très forte rétroaction de refroidissement positive pour les conditions glaciaires les plus froides. Le refroidissement conduit à des conditions plus sèches et à plus de poussière alors que plus de poussière conduit à plus de refroidissement. Mais d'autres processus doivent intervenir dans des conditions glaciaires extrêmes pour inverser cette tendance. Sinon, la Terre se glacerait comme cela s'est produit dans l'histoire ancienne de la Terre. Ici encore, la poussière peut jouer un rôle. Plus de dépôts de poussière sur les calottes glaciaires de l'hémisphère nord les rendraient moins réfléchissantes au rayonnement solaire et fondraient plus rapidement. Cela réduirait le refroidissement, à la fois d'une réflectivité moindre et d'une plus petite taille de calotte glaciaire. Nous avons l'intention d'aborder cette question dans des travaux futurs".