En utilisant des analyses géochimiques des sédiments marins, les chercheurs ont pu reconstruire quantitativement la circulation de renversement méridional de l'Atlantique au cours des 12 000 dernières années. L'équipe de recherche internationale, dirigée par des scientifiques de l'Université Heidelberg et de l'Université de Berne (Suisse), est la première à calculer les modèles de circulation à grande échelle de l'Holocène. Leur reconstruction montre que, alors que l'AMOC a connu des fluctuations naturelles au cours des millénaires, elle est restée stable pendant de longues périodes.
La circulation de renversement méridional de l'Atlantique (AMOC) fait partie d'un système d'eau en eau profonde mondial qui redémarrait la chaleur et l'eau douce du sud à l'hémisphère nord, ce qui a un impact significatif sur la météo, les océans et le climat. Cela en fait l'un des composants clés du système climatique de la Terre. Il comprend le Gulf Stream System, un moteur clé du climat européen.
Dans le cadre du «tapis roulant» océanique, il transporte de grandes quantités de chaleur des régions tropicales aux latitudes plus élevées, jouant un rôle crucial dans l'équilibre des températures entre les hémisphères nord et sud.
Selon Lukas Gerber, chercheur doctoral à l'Institut des sciences de la Terre de l'Université Heidelberg, les changements dans la force de cette circulation peuvent avoir des impacts de grande envergure sur les conditions météorologiques, les écosystèmes marins et les tendances du climat mondial à long terme. Bien que la variabilité de l'AMOC pendant la dernière période glaciaire soit bien documentée, son comportement pendant l'Holocène – la période relativement douce de l'histoire de la Terre qui a commencé il y a environ 12 000 ans et se poursuit à ce jour – suscite un intérêt croissant des chercheurs.
La reconstruction de la circulation de l'Atlantique était basée sur des mesures géochimiques des éléments radioactifs du thorium et de la protacinium prélevés à partir de sédiments sur le sol de l'Atlantique Nord. Le rapport de ces radio-isotopes rares enregistre la force de circulation au cours des 12 000 dernières années et donne un aperçu des conditions environnementales qui ont prévalu depuis la fin de la dernière période glaciaire.
En utilisant les données qu'ils avaient recueillies, les scientifiques ont dirigé un modèle de système de terre numérique pour simuler l'AMOC dans divers scénarios climatiques. Cela leur a permis de calculer les modèles de circulation en eau profonde dans l'Atlantique Nord pour l'époque géologique actuelle, l'Holocène. Leur étude est publiée dans la revue Communications de la nature.
La reconstruction de l'équipe montre qu'après une période de récupération vers la fin de la dernière période glaciaire, l'AMOC a connu un autre affaiblissement marqué entre 9 200 et 8 000 ans avant le présent. « Cette phase coïncide avec les impulsions d'eau de fonte dans l'Atlantique Nord, au cours de laquelle de grands volumes d'eau de fonte ont été libérés dans un court laps de temps, probablement en raison de l'effondrement de la calotte glaciaire nord-américaine », explique Gerber.
Il y a environ 6 500 ans, l'AMOC a commencé à se stabiliser et a finalement atteint sa force actuelle, selon les chercheurs. Il s'agit d'environ 18 sverdrups, avec un sverdrup correspondant à un débit volumétrique de 1 milliard de litres par seconde.
« Nos résultats démontrent que l'AMOC est resté stable dans une grande partie de l'Holocène », souligne le chef de projet, le Dr Jörg Lippold, qui étudie la dynamique des océans avec son équipe à l'Institut des sciences de la Terre de l'Université Heidelberg.
Cependant, les projections pour l'avenir indiquent clairement que le changement climatique basé sur l'homme pourrait affaiblir la circulation de l'Atlantique à des niveaux jamais vus auparavant dans la période chaude actuelle de l'Holocène. Le Dr Lippold souligne les modèles climatiques actuels qui prévoient un ralentissement de 5 à 8 Sverdrups, selon l'étendue réelle du réchauffement climatique d'ici 2100.
À son avis, un tel changement pourrait avoir des conséquences graves et sans précédent pour la stabilité des températures et pour les schémas de précipitations mondiales.
