Une nouvelle étude suggère que le Gulf Stream était plus fort pendant la dernière période glaciaire en raison de vents plus puissants, ce qui indique que les changements futurs dans les régimes de vent pourraient affaiblir le Gulf Stream, affectant le climat européen et le niveau de la mer en Amérique du Nord. Cette recherche améliore notre compréhension de la circulation méridionale de retournement de l'Atlantique (AMOC) et de sa vulnérabilité au changement climatique. Crédit : Issues.fr
Les vents plus forts au cours de la dernière période glaciaire ont intensifié le Gulf Stream, laissant entrevoir les risques futurs d’une Europe plus froide et d’une élévation du niveau de la mer en raison des changements de vent induits par le climat.
Des chercheurs de l'UCL ont découvert que le Gulf Stream était plus fort pendant la dernière période glaciaire, il y a environ 20 000 ans, en raison de vents plus forts dans l'Atlantique Nord subtropical. Leur étude, récemment publiée dans Natureindique qu'une réduction future de ces vents due au changement climatique pourrait affaiblir le Gulf Stream. Un tel changement diminuerait le flux de chaleur tropicale vers l'Europe, refroidissant potentiellement le continent et élevant le niveau de la mer en Amérique du Nord.
Le barillet de carottage est rangé le long du rail tribord du R/V Armstrong. Crédit : Christopher Griner © Woods Hole Oceanographic Institution
Aperçus historiques sur la dynamique du Gulf Stream
Le Gulf Stream est un courant de surface qui s'écoule le long de la côte est des États-Unis, puis traverse l'Atlantique jusqu'en Europe, emportant avec lui des eaux tropicales chaudes. Ces eaux libèrent de la chaleur dans l'atmosphère, réchauffant ainsi l'Europe.
Les chercheurs ont découvert que durant la dernière période glaciaire, lorsque les calottes glaciaires couvraient une grande partie de l'hémisphère nord, des vents plus forts dans la région ont entraîné un Gulf Stream plus fort et plus profond. Cependant, malgré ce Gulf Stream plus fort, la planète était globalement beaucoup plus froide qu'aujourd'hui.
Plate-forme de forage multicarottier à l'arrière du R/V Armstrong. Crédit : Dr Alice Carter-Champion
Le rôle des vents dans la dynamique du Gulf Stream
« Nous avons constaté que pendant la dernière période glaciaire, le Gulf Stream était beaucoup plus fort en raison des vents plus forts qui soufflaient dans l'Atlantique Nord subtropical. En conséquence, le Gulf Stream déplaçait toujours beaucoup de chaleur vers le nord, même si le reste de la planète était beaucoup plus froid. Nos travaux soulignent également la sensibilité potentielle du Gulf Stream aux changements futurs des régimes de vent. Par exemple, si à l'avenir les vents sont plus faibles, comme le montre une étude récente utilisant des modèles climatiques, cela pourrait signifier un Gulf Stream plus faible et une Europe plus froide », a déclaré l'auteur principal, le Dr Jack Wharton (UCL Geography).
Le Gulf Stream fait également partie de la vaste circulation méridionale de retournement de l’Atlantique (AMOC), qui est alimentée à la fois par la formation d’eaux profondes dans l’Atlantique Nord subpolaire, où le refroidissement provoque la densification et l’enfoncement des eaux de surface, et par les vents. Les scientifiques ont déjà exprimé leurs inquiétudes quant à la manière dont le changement climatique pourrait affaiblir l’AMOC, car la fonte des eaux glaciaires qui s’écoulent du Groenland pourrait perturber la formation d’eaux profondes, empêchant les eaux tropicales chaudes d’atteindre l’Europe et donc de refroidir le continent.
Gros plan de l'appareil de forage multicarottier à l'arrière du R/V Armstrong. Les multicarottiers sont utilisés pour recueillir les sédiments les plus récemment déposés, soit environ 50 cm, ce qui inclut la couche supérieure à l'interface eau/sédiment. Crédit : Dr Alice Carter-Champion
Conséquences potentielles d'une perturbation de l'AMOC
L’effet combiné de l’affaiblissement des vents et de la réduction de la formation d’eau profonde pourrait affaiblir considérablement le Gulf Stream. Si l’AMOC devait s’effondrer – un scénario futur considéré comme peu probable mais possible – les températures européennes baisseraient de 10 à 15 degrés. Celsiusce qui pourrait perturber l’agriculture continentale et les conditions météorologiques, et la diminution de la partie éolienne du Gulf Stream pourrait encore aggraver la situation.
Le professeur Mark Maslin (UCL Geography), co-auteur de l'étude, a déclaré : « On ne reconnaît pas toujours à quel point les courants océaniques sont responsables du transfert de chaleur autour de la planète et de la formation de notre climat. Paradoxalement, le réchauffement climatique pourrait refroidir une grande partie de l'Europe en perturbant l'AMOC. Nos nouvelles recherches contribuent à cette compréhension et montrent que l'affaiblissement des vents qui alimentent le Gulf Stream pourrait réduire la circulation de chaleur, affectant encore davantage le continent. »
Gros plan d'une longue carotte de sédiments récemment récupérée dans le canyon de l'Hudson, dans l'Atlantique Nord-Ouest. Crédit : Dr Alice Carter-Champion
La complexité de l'AMOC et les interactions climatiques
Bien que l'AMOC et les courants qui le composent, y compris le Gulf Stream, soient parfois qualifiés de « tapis roulant géant », cette étude met en évidence la complexité du système, chaque partie du courant étant capable d'avoir sa propre réponse unique au changement climatique.
Le professeur David Thornalley (UCL Geography), co-auteur de l’étude, a déclaré : « Plutôt que la métaphore de la chaîne de montage, il est peut-être préférable de considérer l’AMOC comme une série de boucles interconnectées. Il y a la boucle subtropicale, dont fait partie le Gulf Stream, et une boucle subpolaire, qui transporte la chaleur plus au nord, dans l’Arctique. Au cours de la dernière période glaciaire, nos découvertes montrent que la boucle subtropicale était plus forte qu’aujourd’hui, tandis que l’on pense que la boucle subpolaire était plus faible. Par conséquent, lorsque nous étudions le changement climatique anthropique et l’AMOC, nous devons tenir compte de la manière dont ces différentes parties peuvent évoluer et des impacts climatiques auxquels chacune est associée. »
(De gauche à droite) Le Dr Jack Wharton, le Dr Alice Carter-Champion et le professeur David Thornalley (tous de l'UCL) inspectent une carotte de sédiments récemment récupérée par un carottier à bord du R/V Armstrong. Crédit : Dr Alice Carter-Champion
Méthodes de recherche et résultats
Pour évaluer la force du Gulf Stream préhistorique, les chercheurs ont analysé les restes fossiles de foraminifères – des micro-organismes qui vivent au fond de l’océan – prélevés dans des carottes de sédiments récupérées au large des côtes de Caroline du Nord et de Floride, en collaboration avec des chercheurs basés à l’Institut océanographique de Woods Hole dans le Massachusetts.
Les chercheurs ont découvert que les foraminifères prélevés dans des couches datant de la dernière période glaciaire dans des carottes de sédiments provenant de différents endroits sous le Gulf Stream avaient des signatures isotopiques (le rapport entre l'oxygène 18 et l'oxygène 16, qui est contrôlé par une combinaison de température et de salinité) qui indiquaient un Gulf Stream deux fois plus profond et coulant deux fois plus vite qu'aujourd'hui.
Financement : Cette recherche a été soutenue par le NERC, le Leverhulme Trust, la National Science Foundation et les programmes de recherche et d'innovation Horizon Europe et Horizon 2020 de l'Union européenne.
