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Paris, 1er septembre 2013

Le paradoxe de la formation de la calotte polaire résolu

Le début de la dernière période glaciaire s'est caractérisé dans l'hémisphère Nord par une forte accumulation de neige aux hautes latitudes et la formation d'une immense calotte polaire. Ceci constituait un paradoxe pour les climatologues. En effet, les chutes de neige sont toujours associées à une forte humidité et à des températures relativement modérées. Une équipe française coordonnée par María-Fernanda Sánchez-Goñi, chercheur à l'EPHE1 travaillant au laboratoire « Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux » (CNRS/Universités Bordeaux 1 & IV)2 vient de résoudre ce paradoxe. En analysant des carottes de sédiments datant d'il y a 80 000 à 70 000 ans, les chercheurs ont montré qu'au cours de cette période, la température des eaux du golfe de Gascogne est restée relativement élevée tandis que celle du continent européen a décru progressivement. Transportée vers le Nord par les vents, l'humidité dégagée par ce contraste thermique aurait provoqué les chutes de neiges qui ont formé la calotte glaciaire. Ces travaux sont publiés sur le site de Nature Geoscience le 1er septembre 2013.

Au cours des deux derniers millions d'années, la Terre a connu de longues périodes glaciaires séparées par de courtes périodes plus chaudes, les interglaciaires. Cette succession est causée par les changements d'insolation engendrés par des variations cycliques de la distance entre la Terre et le Soleil et par l'inclinaison et la direction de l'axe de notre planète par rapport à notre étoile. La dernière période glaciaire, qui a pris fin il y a 12 000 ans, a commencé il y a entre 80 000 et 70 000 ans. Cette époque est marquée par une variabilité climatique millénaire : elle s'exprime par de courtes périodes de refroidissement alternant avec des améliorations climatiques de moins en moins accentuées au fur et à mesure de l'entrée en glaciation.

Il y a 70 000 ans, suite à une réduction de l'insolation, le niveau de la mer a baissé de 80 mètres. Ceci montre qu'il y a eu une forte accumulation de neige aux hautes latitudes à l'origine de la calotte autour du pôle Nord. Or, les températures froides sont généralement associées à un temps sec et des précipitations rares. Pour qu'il y ait des chutes de neige, le temps doit être humide et la température modérément basse. Dans ces conditions, comment expliquer une accumulation de neige au pôle ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont analysé des carottes de sédiments marins prélevées au large de la Galice (Espagne) et du golfe de Gascogne contenant du pollen et des foraminifères, des organismes marins microscopiques dotés d'un squelette calcaire. Les grains de pollen sont d'excellents indicateurs de la végétation et de la température du continent, tandis que les foraminifères renseignent sur la température de l'océan.

Les scientifiques ont ainsi pu reconstituer l'évolution de la végétation recouvrant la façade atlantique et celle des températures de l'océan Atlantique. Ils ont observé un étonnant découplage entre la température du golfe de Gascogne et celle du continent européen. Lorsque les températures étaient très froides sur le continent, l'océan est resté chaud, en particulier lors des périodes de refroidissement intense qui ont eu lieu lors de l'entrée en glaciation. Ce découplage correspond aux périodes où le Gulf Stream, puissant courant marin qui transporte vers le Nord les eaux chaudes du golfe du Mexique, est dirigé vers le golfe de Gascogne par des débâcles modérées d'icebergs provenant du Nord du continent américain. C'est ce contraste de température entre le golfe de Gascogne et le continent adjacent qui a dégagé une forte humidité : portée par les vents vers le pôle Nord, celle-ci aurait, selon les chercheurs, provoqué les importantes chutes de neige à l'origine de la calotte polaire.
Calotte-Polaire1

© María-Fernanda Sánchez-Goñi

De bas en haut : évolution des températures atmosphériques et océaniques dans l'ouest de l'Europe et le golfe de Gascogne ; évolution du volume de glace global ; évolution des températures de l'atmosphère du Groenland (GI sont les périodes de réchauffement au Groenland). Les bandes bleues représentent les phases de refroidissement dans l'ouest de l'Europe et les réchauffements des eaux dans le golfe de Gascogne.


Calotte-Polaire2

© María-Fernanda Sánchez-Goñi

Modèle de circulation océanique proposé pour expliquer la présence d'eaux chaudes dans le golfe de Gascogne pendant des phases de refroidissement atmosphérique pendant l'entrée en glaciation. Les flèches et les points rouges représentent les eaux de surface chaude ; les flèches et les points bleus, les eaux de surface froide. NADW: eaux profondes nord-atlantique, SC: courant de surface, STG: gyre subtropicale, SPG: gyre subpolaire.




Notes :

1 Ecole pratique des hautes études
2 En collaboration avec le Centre européen de recherche et d'enseignement en géosciences de l'environnement (Aix-Marseille Université/CNRS/IRD/Collège de France), le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CEA/CNRS/UVSQ) et le laboratoire « De la préhistoire à l'actuel : culture, environnement et anthropologie » (CNRS/Université Bordeaux 1/Ministère de la culture et de la communication/INRAP).

Références :

Air-sea temperature decoupling in Western Europe during the last interglacial/glacial transition
María-Fernanda Sánchez-Goñi, Edouard Bard, Amaelle Landais, Linda Rossignol, Francesco d'Errico. Nature Geoscience, 1er septembre 2013. DOI : 10.1038/ngeo1924

Contacts :

Chercheur l María-Fernanda Sánchez-Goñi l T +33 5 40 00 83 84 l mf.sanchezgoni@epoc.u-bordeaux1.fr
Presse CNRS l Priscilla Dacher l T +33 1 44 96 46 06 / 51 51 l priscilla.dacher@cnrs-dir.fr


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