Les événements de refroidissement extrême au cours de la dernière période glaciaire, connus sous le nom d’événements Heinrich dans l’Atlantique Nord, sont un bon exemple de la façon dont les processus locaux modifient le climat mondial. Bien que les impacts des événements de Heinrich sur l’environnement glaciaire mondial soient bien documentés dans la littérature scientifique, leurs causes ne sont toujours pas claires. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de Brême, Kiel, Cologne et São Paulo (Brésil) ont maintenant montré qu’une accumulation de chaleur dans la mer profonde du Labrador provoquait des instabilités dans l’inlandsis laurentidien, qui couvrait une grande partie de l’Amérique du Nord à l’époque. Les événements Heinrich ont été déclenchés en conséquence. Les chercheurs l’ont démontré en reconstituant les températures et les salinités passées dans l’Atlantique Nord. Leurs résultats viennent d’être publiés dans Communication Nature.
Les événements Heinrich – ou plus précisément les couches Heinrich – sont des couches de sédiments visibles récurrentes, généralement de 10 à 15 centimètres d’épaisseur, avec des composants rocheux grossiers qui interrompent les dépôts océaniques autrement à grains fins dans l’Atlantique Nord. Découvertes et décrites pour la première fois dans les années 1980 par le géologue Hartmut Heinrich, le géochimiste américain Wally Broecker les a par la suite officiellement nommées couches Heinrich, qui est devenue un terme standard en paléoocéanographie.
La présence de couches Heinrich a été établie dans tout l’Atlantique Nord, du large de l’Islande, vers le sud jusqu’à une ligne allant de New York à l’Afrique du Nord. De tels débris rocheux grossiers n’ont pu être transportés qu’à une si grande distance de leur point d’origine dans la baie d’Hudson par des icebergs.
« L’importance réelle de ces événements Heinrich, cependant, réside dans le fait que, parallèlement à la phase de fonte et à la libération d’icebergs, de grandes quantités d’eau douce ont été introduites dans l’Atlantique Nord », explique Lars Max, paléoocéanographe au MARUM – Center for sciences de l’environnement marin à l’Université de Brême et premier auteur de l’étude. Dans le cadre de leur travail, lui et ses co-auteurs reconfigurent les interrelations entre les couches Heinrich, l’approvisionnement en eau douce et les changements dans la circulation océanique. Une mince lentille d’eau douce reposant sur des millions de kilomètres cubes d’eau lors des événements de Heinrich est actuellement considérée comme la cause de la perturbation de la circulation méridienne atlantique de renversement (AMOC), ou de son arrêt complet, avec de profondes conséquences climatiques régionales et mondiales. L’AMOC n’est qu’un segment de la bande transporteuse mondiale des courants océaniques qui est entraînée par la température et la salinité et joue un rôle important dans le système climatique.
« À l’origine, la perturbation était considérée comme le résultat d’instabilités internes de la calotte glaciaire elle-même. Notre étude fournit cependant des preuves que les changements dans l’océan ont eu un impact déstabilisateur sur la calotte glaciaire du continent nord-américain », explique Lars Max. L’étude d’une carotte de sédiment obtenue par le navire de recherche Maria S. Merian à l’embouchure de la mer du Labrador dans l’Atlantique Nord fournit la première preuve solide d’accumulations récurrentes et massives de chaleur océanique dans les couches profondes de l’Atlantique Nord subpolaire. Cela a facilité la fonte des calottes polaires par le bas.
« En utilisant des méthodes d’analyse des éléments traces et des isotopes, nous avons en effet pu reconstituer des augmentations de température et de salinité à environ 150 mètres de profondeur d’eau qui ont toujours systématiquement précédé les événements de Heinrich dans le temps, et qui correspondaient à des temps d’un Atlantique déjà fragilisé. Meridional Overturning Circulation », explique Dirk Nürnberg du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research à Kiel, qui est responsable des analyses en laboratoire.
Cela suggère que les changements dans la circulation océanique ont déclenché les instabilités de la calotte glaciaire. Un réchauffement continu de l’océan à cette profondeur était essentiel pour déstabiliser la plate-forme de glace par le bas et a finalement conduit à l’accélération de la chute des icebergs – les événements Heinrich.
Comprendre les processus de l’histoire de la Terre nous permet également de mieux prévoir les changements qui peuvent accompagner le réchauffement climatique actuel. « Si la circulation de renversement devait s’affaiblir à l’avenir en raison du changement climatique anthropique », suggère Christiano Chiessi de l’Université de São Paulo, « nous nous attendrions à un réchauffement accéléré de l’Atlantique Nord subpolaire plus profond qui pourrait avoir un impact négatif à la fois sur la stabilité du présent les glaciers arctiques d’un jour et le bilan d’eau douce de l’Atlantique Nord. »
Le dernier rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) (2021) conclut qu’avec le réchauffement continu du climat, il pourrait y avoir un affaiblissement de la circulation de renversement dans l’océan Atlantique au cours de ce siècle. L’intensification du réchauffement de l’Atlantique Nord subpolaire plus profond et la fonte plus rapide des masses glaciaires de l’Arctique pourraient également avoir pour résultat d’accélérer davantage l’élévation globale du niveau de la mer. Cependant, comme le souligne également Lars Max, nous pouvons nous attendre à ce que la stabilité de l’inlandsis antarctique joue un rôle important dans l’élévation du niveau de la mer. D’autres études sont indispensables afin de mieux prédire dans quelle mesure la décélération future de la circulation de retournement et le réchauffement éventuel de l’océan profond pourraient avoir sur la stabilité future de la calotte glaciaire de l’Antarctique.
Lars Max et al, Le réchauffement des océans souterrains a précédé les événements de Heinrich, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31754-x
Fourni par l’Université de Brême