Une nouvelle étude révèle qu'un important recul de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Est, survenu il y a environ 9 000 ans, a été causé par un mécanisme d'auto-renforcement. Ce processus, où la fonte dans une région accélère celle dans d'autres, pourrait avoir des implications majeures pour comprendre la stabilité actuelle des glaces face au réchauffement climatique.
La recherche, publiée dans la revue Nature Geoscience, a été menée par une équipe internationale dirigée par le professeur Yusuke Suganuma de l'Institut national de recherche polaire du Japon. Elle met en lumière une boucle de rétroaction positive entre la fonte des glaces et la circulation océanique, un phénomène qui pourrait se reproduire aujourd'hui.
Points Clés
- Il y a 9 000 ans, un afflux d'eau chaude a provoqué l'effondrement de plateformes de glace en Antarctique de l'Est.
- L'eau de fonte a renforcé la stratification de l'océan, ce qui a favorisé l'intrusion de plus d'eau chaude en profondeur.
- Ce mécanisme a créé un "effet domino" ou une rétroaction en cascade, où la fonte dans une zone a amplifié la fonte ailleurs.
- Ces découvertes fournissent un avertissement sur la vulnérabilité potentielle de la calotte glaciaire actuelle.
Une enquête dans les sédiments marins
Pour comprendre les mécanismes d'un effondrement glaciaire passé, les scientifiques ont analysé des carottes de sédiments marins prélevées dans la baie de Lützow-Holm, près de la station japonaise Syowa. Ces échantillons, collectés lors de plusieurs expéditions de recherche antarctique japonaises entre 1980 et 2023, agissent comme des archives des conditions environnementales passées.
Grâce à des analyses sédimentologiques, micropaléontologiques et géochimiques, notamment la mesure des isotopes de béryllium, l'équipe a pu reconstituer les événements. Les résultats indiquent clairement un changement majeur il y a environ 9 000 ans.
À cette époque, de l'eau chaude et profonde, connue sous le nom d'Eau Profonde Circumpolaire, a pénétré plus intensément dans la baie. Cet afflux a entraîné l'effondrement des plateformes de glace flottantes qui agissaient comme un rempart, retenant la glace terrestre.
Le rôle des plateformes de glace
Les plateformes de glace sont des extensions flottantes de la calotte glaciaire. Elles jouent un rôle crucial en ralentissant l'écoulement des glaciers de l'intérieur des terres vers l'océan. Leur désintégration ou leur effondrement supprime cet effet de "contrefort", ce qui accélère considérablement la perte de glace et contribue à l'élévation du niveau de la mer.
Une fois ces barrières naturelles disparues, la glace de l'intérieur des terres a commencé à s'écouler beaucoup plus rapidement vers l'océan, provoquant un recul significatif de la calotte glaciaire.
Le mécanisme de la rétroaction en cascade
Pour déterminer la cause de cet afflux d'eau chaude, les chercheurs ont utilisé des simulations de modèles climatiques et océaniques à haute résolution. Les modèles ont révélé un processus surprenant : une boucle de rétroaction positive qui s'est étendue à travers l'océan Austral.
L'eau de fonte libérée par d'autres régions de l'Antarctique, comme la plateforme de glace de Ross, s'est propagée à la surface de l'océan. Cette arrivée massive d'eau douce a rendu la couche de surface moins dense et a intensifié la stratification verticale de l'eau, c'est-à-dire la séparation entre les couches d'eau de différentes températures et salinités.
"Cette étude fournit des données et des preuves de modélisation essentielles qui faciliteront des prédictions plus précises du comportement futur de la calotte glaciaire de l'Antarctique. Les rétroactions en cascade identifiées soulignent que des altérations régionales mineures peuvent potentiellement engendrer des ramifications mondiales." - Professeur Yusuke Suganuma, Institut national de recherche polaire.
Cette stratification a eu un effet inattendu : elle a empêché les eaux de surface, plus froides, de se mélanger avec les eaux profondes. Cela a permis à l'Eau Profonde Circumpolaire, plus chaude, de s'infiltrer plus facilement sur le plateau continental de l'Antarctique de l'Est, accélérant encore plus la fonte.
Un cycle auto-entretenu
- Étape 1 : La fonte initiale libère de l'eau douce.
- Étape 2 : L'eau douce augmente la stratification de l'océan.
- Étape 3 : La stratification facilite l'intrusion d'eau chaude en profondeur.
- Étape 4 : L'eau chaude provoque une fonte encore plus importante, relançant le cycle.
Ce mécanisme de "téléconnexion océanique" suggère que la fonte dans un secteur de l'Antarctique peut déclencher ou accélérer la fonte dans des régions très éloignées.
Un avertissement pour le présent
Bien que ces événements se soient produits il y a 9 000 ans, durant l'Holocène précoce, une période de réchauffement naturel après la dernière période glaciaire, les mécanismes physiques identifiés sont directement pertinents aujourd'hui. Le réchauffement climatique actuel, d'origine humaine, crée des conditions similaires.
Des observations contemporaines montrent déjà que certaines parties de la calotte glaciaire de l'Antarctique de l'Ouest, notamment les glaciers Thwaites et Pine Island, subissent un recul rapide causé par l'intrusion d'eau chaude profonde. Si des rétroactions en cascade similaires sont à l'œuvre aujourd'hui, la fonte régionale pourrait se propager et accélérer la perte de glace globale, avec des conséquences graves pour l'élévation du niveau de la mer.
Cette recherche, fruit d'une collaboration entre plus de 30 institutions internationales, souligne l'interconnexion complexe du système climatique de l'Antarctique. Elle rappelle que même des changements apparemment localisés peuvent avoir des conséquences à l'échelle du continent, et potentiellement du globe.
