Les courants océaniques sont essentiels pour la répartition mondiale de la chaleur et donc aussi pour le climat sur terre. Par exemple, l'oxygène est transféré dans la mer profonde par la formation de nouvelles eaux profondes autour de l'Antarctique. Les eaux de fond de l'Antarctique (AABW) provenant de la mer de Weddell s'étendent normalement vers le nord dans les océans Atlantique Sud et Indien. Cependant, au plus fort des deux dernières périodes glaciaires, l'approvisionnement en eau profonde de la mer de Weddell à l'océan Atlantique sud a apparemment été interrompu, comme le montre une nouvelle étude menée par des scientifiques du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.

"Jusqu'à maintenant, il a été largement supposé que l'eau de fond de l'Antarctique s'est également formée pendant les périodes glaciaires et exportée vers de grandes parties de l'océan Austral, " explique le Dr Marcus Gutjahr, co-auteur de l'étude de GEOMAR. "Il est peut-être encore possible qu'une formation d'eau profonde ait effectivement eu lieu, mais contrairement à aujourd'hui, il ne circulait pas dans l'océan Atlantique Sud plus au nord, " Gutjahr continue. Très probablement, une circulation généralement plus faible dans l'océan Austral pendant les périodes froides était responsable de cette interruption de l'exportation d'AABW.

Les auteurs de l'étude, qui vient d'être publié dans la revue scientifique Communication Nature , ont analysé diverses carottes de sédiments de cette région. Les scientifiques ont pu déterminer l'origine des eaux profondes de l'océan Austral au cours des deux dernières grandes phases de glaciation des 140 dernières, 000 ans via l'extraction chimique des signatures isotopiques du néodyme et du plomb dérivées de l'eau de mer des sédiments. "Alors que les isotopes de néodyme dissous dans les sédiments fournissent des informations sur l'origine de l'eau du fond, les signatures isotopiques du plomb renseignent sur la composition moyenne de l'ensemble de la colonne d'eau, " explique le premier auteur de l'étude, Dr Huang Huang de GEOMAR.

Certains des résultats de l'étude étaient surprenants dans la mesure où des perturbations similaires de l'exportation de l'AABW ont également été observées pendant l'optimum climatique de la dernière période interglaciaire (période chaude) vers 128, il y a 000 ans. Ceux-ci pourraient avoir été causés par une forte fonte, en particulier dans la zone de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental, un effet qui se produira très probablement dans un climat plus chaud à l'avenir. « À la suite d'une telle perturbation dans la circulation renversante, le bilan thermique total de l'océan Austral et sa capacité à absorber la chaleur de l'atmosphère peuvent être considérablement modifiés à long terme, " dit le Dr Gutjahr.

Les propriétés de l'AABW formé aujourd'hui ont déjà considérablement changé au cours des dernières décennies. Il fait plus chaud maintenant, moins salé et moins volumineux, à son tour indiquant des taux de formation plus faibles. En conclusion, les nouveaux résultats suggèrent que les conditions requises pour l'exportation d'AABW de la mer de Weddell ne sont pas présentes à la fois dans les phases extrêmement froides ou chaudes. La génération de ces informations très claires sur l'état de la circulation de l'océan Austral au cours des climats passés extrêmes n'aurait pas été possible sans la possibilité d'utiliser un ensemble de sédiments uniques de l'Alfred Wegener Institute (AWI) à Bremerhaven et la collaboration active avec co -auteur Dr Gerhard Kuhn là-bas.

Dans une prochaine étape, Le Dr Gutjahr souhaite étudier l'exportation d'AABW de la mer de Weddell plus près de l'Antarctique dans la zone d'écoulement vers la région de la mer de Scotia au cours des périodes d'instabilité climatique du dernier million d'années. Dans ce but, de nouveaux échantillons sont disponibles, qui ont été obtenus lors d'une expédition internationale dans le cadre de l'International Ocean Discovery Program (IODP expedition 382) début 2019. A moyen terme, des échantillons d'autres régions de l'océan Austral doivent être ajoutés afin d'étudier plus en détail les chemins de dispersion dans d'autres bassins océaniques. C'est un jeu de détective assez long avec lequel les chercheurs veulent en savoir plus sur les mécanismes de contrôle du climat de l'hémisphère sud. "Finalement, notre objectif est de pouvoir prédire dans quelles conditions climatiques quelles parties de la calotte glaciaire de l'Antarctique vont fondre substantiellement, et quels effets directs cela aura sur la circulation de l'océan Austral, " a conclu Gutjahr.