Une nouvelle étude de l'Université d'Helsinki a fourni une nouvelle explication convaincante aux sécheresses dévastatrices qui ont eu lieu en Amérique du Nord il y a des milliers d'années. Cette période, connue sous le nom de l'Holocène, couvre le temps d'un climat généralement chaud après la dernière période glaciaire. Ces sécheresses exceptionnellement durables ont eu des impacts drastiques sur le dépérissement des forêts et les transformations écosystémiques; Comprendre leurs causes est essentiel pour améliorer la résilience sociétale aux futures variations climatiques.
Les raisons de ces longues sécheresses sont cependant restées obscures. Dans la nouvelle étude publiée dans Communications de la natureChercheurs de l'Université d'Helsinki, rejoints par des co-auteurs des institutions de recherche américaines, allemandes et suédoises, analysent le développement et les causes de la sécheresse dans l'est de l'Amérique du Nord, dans une large région s'étendant des montagnes rocheuses à l'océan Atlantique.
« Les preuves des 11 000 dernières années soulignent que l'approvisionnement en eau nord-américaine a considérablement changé dans le passé, prolongeant parfois la sécheresse aussi grave que la sécheresse de la poussière des années 1930 pendant des siècles à des millénaires. Comprendre les causes et les conséquences de ces sécheresses peut aider à améliorer notre capacité à anticiper le changement futur », explique Bryan Shuman, co-auteur de l'étude de l'Université de Wyoming.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des ensembles de données de grains de pollen fossile, qui ont été récupérés dans de nombreux endroits en Amérique du Nord au cours des dernières décennies. À l'aide d'un algorithme informatique basé sur l'apprentissage automatique, les chercheurs ont pu reconstruire la variation des niveaux d'humidité sur l'Holocène en fonction du pollen fossilisé.
L'étude a été menée par J. Sakari Salonen, chercheur de recherche de l'Académie de Finlande au Département des géosciences et de la géographie, à l'Université d'Helsinki. Selon Salonen, l'étude confirme que les conditions d'humidité étaient continuellement inférieures aux niveaux modernes pendant des milliers d'années.
Salonen note cependant que différentes parties de l'Amérique du Nord ont connu différentes histoires de sécheresse. « Les conditions sèches se lancent d'abord dans le nord-est des États-Unis et les régions voisines du Canada, qui est aujourd'hui l'une des régions les plus humides de l'Amérique du Nord. Ici, nous voyons déjà une pic de sécheresse à 11 000 ans », explique Salonen.
La sécheresse se déplace donc vers l'ouest. Salonen explique: « Au milieu du continent, où nous avons la région des prairies modernes, nous voyons la sécheresse la plus sévère il y a environ 7 000 ans, donc des milliers d'années plus tard qu'à la côte atlantique. À cette époque, la côte atlantique devenait déjà plus humide, et c'est comme toute l'anomalie climatique provoquant la sécheresse de milliers de personnes longues à l'ouest. »
« En particulier dans l'Est des États-Unis, il y a souvent une perception aujourd'hui que l'eau est toujours disponible. Cependant, les études du passé montrent que ces longues sécheresses peuvent déclencher des changements majeurs dans le régime de feu et les matrices d'arbres, même en Orient. Il est donc essentiel de comprendre les modèles spatiaux de ces sécheresse et de leurs causes », a déclaré Jack Williams de l'Université de Wisconsin – Madison, qui a également contribué à l'étude.
Les chercheurs ont comparé leurs reconstructions sur le climat de l'Holocène aux simulations de climat numériques qu'ils ont exécutées pour les mêmes périodes. Ces expériences de superordinateurs ont permis aux scientifiques d'explorer ce qui aurait pu provoquer les longues sécheresses.
Frederik Schenk, physicien atmosphérique de l'Université de Stockholm et scientifique invité à l'Université d'Helsinki, dit que la nouvelle génération de modèles climatiques, a effectué une résolution de 2 à 4 fois plus grande qu'auparavant, s'est avérée décisive dans la démontage des causes de la sécheresse.
Les causes révélées par les simulations climatiques, explique Schenk, sont douloureuses. « Les simulations montrent qu'au début de l'Holocène, le système à haute pression de la calotte glaciaire, restant dans la partie nord du continent, le transport d'humidité dirigé, ce qui explique le changement géographique dans des conditions sèches », explique Schenk. Après que la calotte glaciaire ait fondu, la sécheresse s'est installée dans toute la région, alors que les étés étaient de plus en plus chauds et secs.
La sécheresse de l'Holocène a des parallèles intéressants avec le climat futur qui devrait s'installer en Amérique du Nord au cours des prochaines décennies, au fur et à mesure que le changement climatique anthropique progresse. À la fin de ce siècle, la majeure partie de l'Amérique du Nord devrait devenir de plus en plus sèche, malgré une augmentation progressive des précipitations. En effet, l'augmentation de l'évaporation, en raison du climat du réchauffement, devrait sécher les sols de surface même si les précipitations augmentent.
Les chercheurs notent que c'est exactement ce qu'ils voient dans leurs simulations de la sécheresse de l'Holocène. « Dans l'ensemble, un climat plus chaud sera plus humide. Mais cela ne s'applique pas à toutes les régions. Comme le montre nos résultats, il existe des limites régionales claires de la quantité de pluie qui peut être délivrée pour équilibrer l'évaporation du réchauffement. Pour le fort réchauffement estival dans le passé, cela n'a tout simplement pas additionné, cédant le place aux millénaires des séchences », explique Schenk.
Cependant, les causes sous-jacentes de la sécheresse passée et future sont différentes. Au début de l'Holocène, le séchage a été causé par un lent changement dans l'orbite de la Terre, ce qui a fait que les étés se réchauffent, poussant enfin une grande partie de l'Amérique du Nord dans la sécheresse. Désormais, le réchauffement en cours et les conditions de séchoir prévues sont dues à l'augmentation rapide des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
« Si les projections climatiques de ce siècle sont vraies, nous examinons une répétition de vitesse de ce qui s'est passé, pour des causes naturelles, il y a 10 000 ans », explique Salonen.
