L'intensité et le taux de fonte lors de l'avant-dernière fonte des glaces étaient beaucoup plus élevés qu'on ne le pensait auparavant, selon une étude publiée dans la revue Nature Communications . Selon les conclusions de l'étude, dans ce scénario de changement climatique, l'instabilité des calottes glaciaires marines - celles qui se jettent directement dans l'océan - a joué un rôle déterminant dans l'accélération du réchauffement climatique.

L'article est basé sur un projet de recherche co-dirigé par Isabel Cacho, professeur au Département de dynamique terrestre et océanique de la Faculté des sciences de la Terre de l'Université de Barcelone et membre du groupe de recherche consolidé UB en géosciences marines, avec Heather M. Stoll, professeur à l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (Suisse).

Connaître avec précision la vitesse du processus de fonte des grandes masses de glace polaires est l'un des grands défis scientifiques concernant le changement climatique. L'étude des fontes de glace passées, bien qu'elles ne soient pas analogues à la situation actuelle, fournit un scénario expérimental pour analyser la vitesse de réponse de ces masses de glace.

Pour étudier les processus de fonte de la planète, jusqu'à présent, seules des chronologies solides étaient disponibles pour la dernière déglaciation, une période climatique qui a duré environ 9 000 ans. L'étude, partiellement réalisée au Centre Scientifique et Technologique de l'UB (CCiTUB), présente désormais le premier enregistrement de la fonte de l'avant-dernière déglaciation avec une chronologie robuste et contrastée, et elle révèle que cette fonte s'est concentrée sur une période de environ 5 000 ans - de 135 000 à 130 000 ans avant le présent - introduisant des changements significatifs dans les chronologies qui avaient été acceptées jusqu'à présent.

Des stalagmites sur les montagnes cantabriques pour étudier le changement climatique

L'avant-dernière déglaciation est une période difficile à dater par les archives marines, toujours basées sur des techniques indirectes très imprécises pour analyser l'évolution du système climatique à l'échelle des décennies, des siècles voire des millénaires. Cette étude est basée sur l'analyse des stalagmites des grottes des montagnes cantabriques de la péninsule ibérique, archives climatiques qui révèlent les changements de la salinité de l'Atlantique Nord dérivés de la fonte des grandes calottes polaires et ; de plus, ils renseignent sur l'évolution des températures atmosphériques de la région dans le passé.

"À ce jour, cette avant-dernière déglaciation n'était bien datée que dans les archives rupestres des zones tropicales (Asie et Amérique du Sud) mais en aucun cas elles n'ont pu capter le signal de fonte au-dessus de l'Atlantique Nord", explique Isabel Cacho, chercheuse ICREA Academia au UB.

L'utilisation des stalagmites comme capteurs climatiques permet d'établir des chronologies avec une grande précision scientifique. Mais, en plus, la chimie du carbonate qui forme les stalagmites capte des variables climatiques déterminantes dans la reconstitution du climat. Dans le cas des grottes de cette étude, les précipitations dans l'Atlantique Nord transfèrent le signal de fusion au carbonate, tandis que l'activité biologique du sol fixe le signal de température de l'air à la chimie de l'eau percolant dans la grotte.

Océan, atmosphère et cryosphère

L'intégration de ces trois éléments - chronologies solides, fonte des glaces et indicateurs de température - confère aux enregistrements publiés un caractère unique d'une valeur extraordinaire pour comprendre les processus d'interaction atmosphère-océan lors des phases de réchauffement planétaire. Ces résultats nous ont permis de reformuler des hypothèses précédemment acceptées et d'esquisser un nouveau cadre chronologique qui a été transféré aux archives marines existantes, offrant une nouvelle perspective sur la vitesse des processus à l'œuvre lors de l'avant-dernière déglaciation.

"Notre étude établit un point d'ancrage dans la chronologie du début à la fin de la fonte, confirmant l'hypothèse longtemps admise selon laquelle les changements d'insolation contrôlés par les mouvements orbitaux de la Terre sont les déclencheurs de ce changement climatique majeur", explique Isabel Cacho. "Mais cela nous permet d'établir pour la première fois une chronologie robuste des processus de rétroaction océaniques et atmosphériques déclenchés par ce changement initial d'insolation, un changement qui était très modeste concernant le bilan énergétique de la Terre."

"Par conséquent, l'intensité du réchauffement de la dernière déglaciation n'a pas été contrôlée par les changements d'insolation mais par les processus de rétroaction climatique entre l'océan, l'atmosphère et la cryosphère ou la masse de glace", ajoute-t-elle.

La fragilité des calottes glaciaires marines

Les calottes glaciaires marines ont contribué à accélérer le processus de réchauffement de l'avant-dernière déglaciation. "Les courants marins contribuent à la fonte de la base de ces glaciers, et à mesure que ces structures deviennent plus fluides et fragiles, la vitesse de progression des glaciers s'accélère et la glace se déverse directement dans la mer à une vitesse qui ne permet pas au glacier de régénérer », explique le professeur Judit Torner, membre du groupe de recherche consolidé de l'UB en géosciences marines et co-auteur de l'étude.

Cependant, le rejet direct de glace dans l'océan a un impact direct sur les courants océaniques et a provoqué un ralentissement brutal de la circulation marine dans l'Atlantique Nord. "Cela s'est produit à plusieurs reprises dans le passé, mais notre étude indique que ce processus a été particulièrement intense, rapide et prolongé pendant l'avant-dernière déglaciation", ajoute Torner.

Ce changement de circulation a été décisif dans l'évolution du climat car il a directement affecté le cycle du carbone océanique, avec une augmentation du CO atmosphérique₂ niveaux et, par conséquent, dans l'effet de serre de l'atmosphère. "Cela a provoqué une énorme amplification du processus de réchauffement lors de cette avant-dernière déglaciation", soulignent les chercheurs.

Glaciers du passé, leçons du présent

Aujourd'hui, une grande partie des glaciers du Groenland et de l'Antarctique ont une base marine qui montre des signes de fonte et de déstabilisation. Une autre source d'inquiétude est que les processus océaniques et atmosphériques qui ont réagi à la fonte décrite dans l'article ne sont pas différents de ceux décrits dans d'autres déglaciations, "mais l'avant-dernière déglaciation", explique Isabel Cacho, "est unique en ce sens qu'elle a donné chemin vers une période interglaciaire plus chaude que la période actuelle (environ 0,5 à 1,5 °C de plus que les températures préindustrielles) ». Ces conditions ont duré des siècles et ont provoqué une fonte supérieure des glaces au Groenland et en Antarctique, élevant le niveau de la mer de 5 à 6 mètres au-dessus des niveaux actuels. "Cela suggère que non seulement les processus de rétroaction eux-mêmes, mais aussi la vitesse à laquelle ils réagissent, sont capables de façonner l'intensité du changement climatique", ajoute Cacho.

"C'est très inquiétant, car nous vivons actuellement le changement climatique le plus rapide de l'histoire de notre planète. Nos observations des climats passés confirment les projections climatiques disponibles, nous incitant à mettre en place des mesures pour contenir le réchauffement climatique en dessous de 1,5°C et ralentir ainsi une série de changements qui auront un coût élevé pour nous et les écosystèmes qui nous soutiennent. Mais contenir le changement climatique nécessite une action immédiate à tous les niveaux », concluent les chercheurs. + Explorer plus loin

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