Pendant les périodes glaciaires, le niveau de la mer baisse, parce que de grandes quantités d'eau sont stockées dans les glaciers intérieurs massifs. À ce jour, cependant, les modèles informatiques n'ont pas réussi à concilier la hauteur du niveau de la mer avec l'épaisseur des glaciers. Grâce à de nouveaux calculs innovants, une équipe de climatologues dirigée par l'Institut Alfred Wegener est désormais parvenue à expliquer cet écart. L'étude, qui vient d'être publié dans la revue Communication Nature , pourrait faire avancer considérablement la recherche sur l'histoire climatique de notre planète.

Lors des transitions des glaciaires aux interglaciaires, les glaciers du Groenland, d'Amérique du Nord et d'Europe croissent et décroissent pendant des dizaines de milliers d'années. Plus il y a d'eau stockée dans les puissants glaciers, moins il y en a dans les océans et plus le niveau de la mer est bas. Les climatologues étudient maintenant dans quelle mesure les glaciers pourraient fondre dans les siècles à venir en raison du changement climatique anthropique, et combien le niveau de la mer augmenterait en conséquence. Faire cela, ils regardent dans le passé. S'ils peuvent comprendre la croissance et la fonte de la glace au cours des glaciaires et interglaciaires passés, ils seront en mesure de tirer des conclusions précieuses sur l'avenir.

Le « problème de la glace manquante »

Cependant, reconstruire le passé lointain n'est pas une mince affaire, car l'épaisseur des glaciers et le niveau de la mer ne peuvent pas être mesurés directement. Par conséquent, les chercheurs en climatologie doivent minutieusement rassembler des preuves qu'ils peuvent ensuite utiliser pour se faire une image du passé. Le problème :différentes images émergent, selon les types de preuves recueillies. Nous ne pouvons pas dire avec une certitude absolue à quoi ressemblait la situation il y a dix mille ans. Ce « problème de glace manquante » est resté sans solution pendant de nombreuses années. Il décrit l'incongruité de deux approches scientifiques différentes qui cherchaient à concilier hauteur du niveau de la mer et épaisseur des glaciers au sommet de la dernière glaciation, Californie. 20, il y a 000 ans. Une équipe de climatologues dirigée par Evan Gowan de l'Institut Alfred Wegener, Le Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI) à Bremerhaven a maintenant résolu le problème en utilisant une nouvelle méthode. "Il semble que nous ayons trouvé une nouvelle façon de reconstruire le passé aussi loin que 80, 000 ans, " dit le Dr Gowan, qui étudie le problème depuis environ une décennie. Ces résultats ont été publiés dans la revue Communication Nature .

Analyse des sédiments versus modélisation du climat mondial

Le « problème de glace manquante » est basé, d'un côté, sur une analyse de sédiments à partir de carottes prélevées sur le fond marin sous les tropiques. Celles-ci contiennent des traces de coraux qui peuvent encore nous dire aujourd'hui dans quelle mesure le niveau de la mer a augmenté ou baissé au cours des millénaires. Pourquoi? Parce que les coraux ne vivent que dans les eaux bien éclairées près de la surface de l'océan. Les carottes de sédiments indiquent que 20, il y a 000 ans, le niveau de la mer sous les tropiques impliquait que le niveau de la mer était d'environ 130 mètres plus bas qu'il ne l'est aujourd'hui. D'autre part, les modèles précédents ont suggéré que les masses glaciaires n'étaient pas assez grandes 20, il y a 000 ans pour expliquer un niveau de la mer aussi bas. Être plus précis, pour que le niveau de la mer soit si bas, à l'échelle mondiale, un volume d'eau supplémentaire avec le double de la masse de la calotte glaciaire du Groenland aurait dû être gelé; d'où le « problème de glace manquante ».

Comprendre le comportement glaciaire

Avec sa nouvelle méthode, Gowan a maintenant réconcilié le niveau de la mer et la masse des glaciers :selon ses calculs, le niveau de la mer à l'époque était d'env. 116 mètres plus bas qu'aujourd'hui. Sur la base de son approche, il n'y a pas de différence en termes de masse glaciaire. Contrairement au modèle global précédent, Gowan a examiné de près les conditions géologiques dans les régions glaciaires :quelle était la pente de la surface de la glace ? Où ont coulé les glaciers ? Dans quelle mesure les roches et les sédiments à la base de la glace ont-ils résisté à l'écoulement glaciaire ? Son modèle prend en compte tous ces aspects. Il prend également en compte dans quelle mesure la calotte glaciaire s'est appuyée sur la croûte terrestre dans les zones respectives. "Cela dépend de la viscosité du manteau sous-jacent, " explique Gowan. " Nous basons nos calculs sur différentes viscosités du manteau, et par conséquent arriver à des masses de glace différentes. » Les masses de glace résultantes peuvent maintenant être réconciliées avec le niveau de la mer sans aucun écart.

Le modèle établi est défectueux

Le récent article de Gowan et de son équipe réexamine de manière critique la méthode scientifique établie de longue date utilisée pour estimer les masses des glaciers :la méthode des isotopes de l'oxygène. Les isotopes sont des atomes d'un même élément qui ont des nombres de neutrons différents et donc des masses différentes. Oxygène, par exemple, a un briquet ¹⁶ O isotope, et un plus lourd ¹⁸ O isotope. Selon la théorie conventionnelle, le briquet ¹⁶ O s'évapore des océans, tandis que le plus lourd ¹⁸ O reste dans l'eau. Par conséquent, pendant les glaciaires, lorsque de grands glaciers intérieurs se forment et que le volume d'eau dans les océans diminue, les ¹⁸ La concentration en O dans les océans devrait augmenter. Cependant, comme cela a été montré, ce modèle établi produit des écarts lorsqu'il s'agit de concilier hauteur du niveau de la mer et masses glaciaires pour la période 20, Il y a 000 ans et plus tôt. "Pendant de nombreuses années, le modèle isotopique a été fréquemment utilisé pour déterminer le volume de glace des glaciers jusqu'à il y a plusieurs millions d'années. Notre étude remet en cause la fiabilité de cette méthode, " dit Gowan. Son objectif est maintenant d'utiliser sa nouvelle méthode pour améliorer la méthode traditionnelle des isotopes de l'oxygène.