La carte montre le Groenland et les courants océaniques adjacents. Les cercles colorés montrent où certaines des carottes de sédiments utilisées dans l'étude ont été obtenues à partir du fond marin. La petite carte historique du début du 20ème siècle montre la répartition de Storis, ou la glace de mer de l'océan Arctique, qui coule le long de la côte est du Groenland. Les graphiques montrent la série chronologique reconstituée des changements dans l'occurrence de la glace de mer et des eaux polaires dans le passé. Les couleurs des courbes correspondent aux emplacements sur la carte. L'ombrage bleu représente la période d'augmentation de la glace de mer dans les années 1300. Crédit :Les chiffres sont modifiés de Miles et al., 2020.
Une nouvelle étude trouve un déclencheur pour le petit âge glaciaire qui a refroidi l'Europe des années 1300 au milieu des années 1800, et prend en charge des résultats de modèle surprenants suggérant que dans les bonnes conditions, des changements climatiques soudains peuvent se produire spontanément, sans forçage externe.
L'étude, Publié dans Avancées scientifiques , rapporte une reconstitution complète de la glace de mer transportée de l'océan Arctique à travers le détroit de Fram, par le Groenland, et dans l'océan Atlantique Nord au cours des 1400 dernières années. La reconstruction suggère que le petit âge glaciaire - qui n'était pas un véritable âge glaciaire mais un refroidissement régional centré sur l'Europe - a été déclenché par un écoulement exceptionnellement important de glace de mer de l'océan Arctique vers l'Atlantique Nord dans les années 1300.
Alors que des expériences précédentes utilisant des modèles climatiques numériques ont montré qu'une augmentation de la glace de mer était nécessaire pour expliquer des anomalies climatiques de longue durée comme le petit âge glaciaire, il manquait des preuves matérielles. Cette étude creuse dans les archives géologiques pour confirmer les résultats du modèle.
Les chercheurs ont rassemblé des enregistrements de carottes de sédiments marins forés du fond de l'océan de l'océan Arctique à l'Atlantique Nord pour obtenir un aperçu détaillé de la glace de mer dans toute la région au cours des 1400 dernières années.
"Nous avons décidé de rassembler différents éléments de preuve pour essayer de reconstituer spatialement et temporellement ce qu'était la banquise au cours des mille cinq cents dernières années, et puis juste voir ce que nous avons trouvé, " a déclaré Martin Miles, un chercheur de l'INSTAAR qui occupe également un poste avec le Centre de recherche norvégien NORCE et le Centre de recherche sur le climat Bjerknes en Norvège.
Les carottes comprenaient des composés produits par des algues qui vivent dans la glace de mer, les coquilles d'organismes unicellulaires qui vivent dans des températures d'eau différentes, et les débris que la glace de mer ramasse et transporte sur de longues distances. Les carottes étaient suffisamment détaillées pour détecter les changements abrupts (à l'échelle décennale) des conditions de la glace de mer et de l'océan au fil du temps.
Les enregistrements indiquent une augmentation brutale de la banquise arctique exportée vers l'Atlantique Nord à partir de 1300, culminant au milieu du siècle, et se terminant brusquement à la fin des années 1300.
« J'ai toujours été fasciné par le fait de ne pas simplement considérer la glace de mer comme un indicateur passif du changement climatique, mais comment il interagit avec ou pourrait réellement conduire à des changements dans le système climatique sur de longues échelles de temps, " a déclaré Miles. " Et l'exemple parfait de cela pourrait être le petit âge glaciaire. "
"Cette enquête spécifique a été inspirée par un collègue de l'INSTAAR, Giff Miller, ainsi que par certaines des reconstitutions paléoclimatiques de mes collègues de l'INSTAAR Anne Jennings, John Andrews, et Astrid Ogilvie, " a ajouté Miles. Miller est l'auteur du premier article suggérant que la glace de mer a joué un rôle essentiel dans le maintien du petit âge glaciaire.
Les scientifiques ont discuté des causes du petit âge glaciaire pendant des décennies, avec beaucoup suggérant que les éruptions volcaniques explosives doivent être essentielles pour amorcer la période de refroidissement et lui permettre de persister au cours des siècles. Une main, la nouvelle reconstruction fournit des preuves solides d'une anomalie massive de glace de mer qui aurait pu être déclenchée par une augmentation du volcanisme explosif. D'un autre côté, la même preuve soutient une explication alternative intrigante.
Des modèles climatiques appelés "modèles de contrôle" sont exécutés pour comprendre comment le système climatique fonctionne dans le temps sans être influencé par des forces extérieures telles que l'activité volcanique ou les émissions de gaz à effet de serre. Un ensemble d'expériences récentes sur des modèles de contrôle comprenait des résultats décrivant des événements froids soudains qui ont duré plusieurs décennies. Les résultats du modèle semblaient trop extrêmes pour être réalistes - ce qu'on appelle des simulations Ugly Duckling - et les chercheurs craignaient de montrer des problèmes avec les modèles.
L'étude de Miles a révélé qu'il n'y avait peut-être rien de mal avec ces modèles.
"Nous trouvons en fait ce numéro un, nous avons du physique, des preuves géologiques que ces plusieurs décennies d'excursions de glace de mer froide dans la même région peuvent, en fait, se produire, " dit-il. Dans le cas du petit âge glaciaire, "ce que nous avons reconstruit dans l'espace et le temps était étonnamment similaire au développement d'une simulation de modèle Ugly Duckling, dans lequel un événement froid spontané a duré environ un siècle. Cela impliquait des vents inhabituels, exportation de glace de mer, et beaucoup plus de glace à l'est du Groenland, tout comme nous l'avons trouvé ici." Les résultats provocateurs montrent que le forçage externe des volcans ou d'autres causes peut ne pas être nécessaire pour que de grandes fluctuations du climat se produisent. Miles a continué, "Ces résultats suggèrent fortement... que ces choses peuvent se produire à l'improviste en raison de la variabilité interne du système climatique."
Les carottes marines montrent également une pulsation lointaine de glace de mer près des colonies nordiques au Groenland coïncidant avec leur disparition au 15ème siècle. Un débat a fait rage sur les raisons pour lesquelles les colonies ont disparu, généralement d'accord seulement qu'un climat de refroidissement a fortement pesé sur leur résilience. Miles et ses collègues aimeraient prendre en compte les changements océaniques à proximité :de très grandes quantités de glace de mer et d'eaux polaires froides, année après année pendant près d'un siècle.
"Cette énorme ceinture de glace qui sort de l'Arctique - dans le passé et même aujourd'hui - fait tout le tour du cap Farewell jusqu'à l'endroit où se trouvaient ces colonies, " a déclaré Miles. Il aimerait examiner de plus près les conditions océaniques avec des chercheurs qui étudient les sciences sociales en relation avec le climat.
