Une nouvelle étude révèle que les changements dans la circulation de l’eau profonde antarctique il y a 18 000 à 10 000 ans ont entraîné la libération de carbone stocké dans l’atmosphère, contribuant au réchauffement à la fin de la dernière ère glaciaire. Les chercheurs ont analysé des carottes de sédiments pour retracer ces changements, soulignant le rôle de l’océan Austral dans le cycle global du carbone. Les résultats suggèrent des implications pour la fonte actuelle des glaces antarctiques et les projections climatiques.
Il y a environ 12 000 ans, alors que la dernière ère glaciaire se terminait et que l’Holocène commençait, les températures mondiales ont augmenté, marquant une transition climatique majeure. Une étude publiée dans Nature Geoscience, dirigée par le Dr Huang Huang du Laoshan Laboratory à Qingdao et incluant le Dr Marcus Gutjahr de GEOMAR, a reconstruit l’étendue de l’eau profonde antarctique (AABW) au cours des 32 000 dernières années.
L’équipe a examiné neuf carottes de sédiments des secteurs atlantique et indien de l’océan Austral, à des profondeurs comprises entre 2 200 et 5 000 mètres. Ils ont analysé la composition isotopique du néodyme dans les sédiments pour suivre les changements des masses d’eau profondes. « Nous voulions comprendre comment l’influence de l’eau profonde antarctique, la masse d’eau la plus froide et la plus dense de l’océan mondial, a changé durant la dernière déglaciation, et quel rôle elle a joué dans le cycle global du carbone », déclare Huang, qui a obtenu son doctorat à GEOMAR en 2019.
Durant l’ère glaciaire, l’océan Austral profond contenait des eaux riches en carbone provenant du Pacifique, précurseurs de l’actuelle eau profonde circumpolaire, qui isolait le carbone et maintenait un faible CO2 atmosphérique. Entre 18 000 et 10 000 ans, l’AABW s’est étendue en deux phases, coïncidant avec des événements de réchauffement antarctique. Cette expansion, due à une réduction de la couverture de glace de mer et à l’eau de fonte diminuant la densité de l’eau, a augmenté le mélange vertical et remonté le carbone stocké à la surface, le libérant dans l’atmosphère.
« L’expansion de l’AABW est liée à plusieurs processus », explique Gutjahr. « Le réchauffement autour de l’Antarctique a réduit la couverture de glace de mer, entraînant plus d’eau de fonte entrant dans l’océan Austral. L’eau profonde antarctique formée durant cette période climatique de transition avait une densité plus faible en raison d’une salinité réduite. Cette AABW tardiglaciaire a pu se propager plus loin dans l’océan Austral, déstabilisant la structure existante des masses d’eau et renforçant les échanges entre eaux profondes et de surface. »
L’étude remet en question les hypothèses antérieures selon lesquelles les changements dans l’Atlantique Nord ont principalement conduit les évolutions de l’océan Austral, mettant l’accent sur les influences antarctiques sur la hausse de CO2. Aujourd’hui, l’océan Austral s’est réchauffé plus rapidement que la plupart des océans en dessous de 1 000 mètres au cours des 50 dernières années. « Les comparaisons avec le passé sont toujours imparfaites », dit Gutjahr, « mais en fin de compte, tout se résume à la quantité d’énergie dans le système. Si nous comprenons comment l’océan a réagi au réchauffement par le passé, nous pouvons mieux saisir ce qui se passe aujourd’hui alors que les plateaux de glace antarctiques continuent de fondre. » Ces enseignements paléoclimatiques issus des carottes de sédiments aident à modéliser les pertes futures de glace et les dynamiques du carbone.