Climatologie : l'ensoleillement du Nord impacte le climat de l'Antarctique

Une étude franco-japonaise publiée dans la revue scientifique Nature établie un lien entre l'évolution du climat en Antarctique au cours des 360.000 dernières années et l'insolation estivale de l'hémisphère nord.
 

Depuis les années 1960, les forages dans les calottes polaires permettent d'accéder aux archives climatiques accumulées dans la glace depuis des millénaires. La composition isotopique de la glace et notamment la teneur en deutérium et en oxygène 18 permet de reconstruire quantitativement les variations passées de température. Les bulles d'air emprisonnées dans la glace préservent quant à elle des échantillons de l'atmosphère de chaque époque et les poussières et les aérosols témoignent de l'activité des sources comme les volcans et de l'intensité de la circulation atmosphérique. Le forage profond de Vostok en Antarctique de l'Est par exemple, fruit d'une collaboration Russie/USA/France a permis dans les années 90 d'accéder pour la première fois à des enregistrements couvrant 420.000 ans d'histoire du climat. Le forage de 3623m a notamment révélé l'existence de quatre périodes glaciaires séparées par des périodes plus chaudes mais également une relation très forte entre variations climatiques et concentrations des gaz à effet de serre. Afin de compléter ces résultats et remonter plus loin dans le temps, de nouveaux enregistrements étaient nécessaires mais impossibles à réaliser à Vodstok en raison de la présence d'un immense lac à quelques centaines de mètres sous le forage. Un nouveau site de forage devait donc être réalisé. Ce fut l'objet du projet européen EPICA mené par un consortium regroupant 10 pays européens (Allemagne, Belgique, Danemark, Italie, France*, Norvège, Pays - Bas, Royaume - Uni, Suède et Suisse). Lancé en 1995, ce programme avait pour objectif de forer la calotte glaciaire jusqu'au socle rocheux sur deux sites en Antarctique diamétralement opposés, l'un à Dôme C où se situe une station de recherche permanente issue d'une collaboration entre la France et l'Italie, l'autre à Dronning Maud Land. Après plus de 10 ans de forage et plus de 6.000 analyses sur des cylindres de glaces de 10cm de diamètre ramenés à la surface par tronçon de 3m environ, les équipes scientifiques ont publié l'ensemble des résultats obtenus au Dôme C dans le journal Science du 6 juillet 2007.

Une étude franco-japonaise publiée le 23 août dans la revue scientifique britannique Nature** établie quant à elle un lien entre l'évolution du climat en Antarctique au cours des 360.000 dernières années et l'insolation estivale de l'hémisphère nord.

À partir du forage japonais réalisé au Dome Fuji, en Antarctique, les chercheurs du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (CNRS, Université Grenoble 1) et du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CNRS, CEA, Université de Versailles Saint-Quentin) ont daté les couches successives de glace. Cette datation, expliquent les scientifiques, a pu être faite par l'analyse de bulles d'oxygène et d'azote contenues dans la glace, le rapport de concentration entre ces deux gaz variant au cours du temps.

Les résultats obtenus sur une période de 360.000 ans ont mis en évidence une corrélation entre les variations climatiques de cette région et l'énergie solaire (insolation) reçue en été dans l'hémisphère nord. Cette relation est particulièrement visible pour les périodes de réchauffement qui ont marqué la fin des quatre dernières ères glaciaires, précisent-ils. À une saison et une latitude donnée, l'insolation varie en effet au cours du temps à cause du mouvement de l'orbite et de l'axe de rotation de notre planète. Ces variations sont connues et datées avec une grande précision grâce aux calculs de mécanique céleste.

Selon les chercheurs, les augmentations de l'insolation d'été de l'hémisphère nord sont suivies quelques milliers d'années plus tard par des augmentations de gaz à effet de serre et un réchauffement climatique en Antarctique. Le lien précis entre l'insolation reçue dans l'hémisphère nord et la température de l'Antarctique pourrait être la circulation des masses d'eau océaniques, qui est un vecteur important de chaleur, expliquent-t-ils. En effet, le soleil en période de forte insolation provoque la fonte des calottes glaciaires de l'hémisphère nord, créant des rejets d'eau douce qui modifient la salinité de l'océan. Or toute variation de salinité modifie la densité de l'eau, dont les variations forment le moteur du mouvement des masses d'eau.

Les scientifiques espèrent que l'application de la même méthode au forage européen EPICA permettra de confirmer ou d'infirmer ce lien sur une période plus ancienne, lors de laquelle les cycles glaciaires- interglaciaires étaient moins marqués.

C.SEGHIER

*Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), Institut National des Sciences de l'Univers (INSU), Institut français Paul Émile Victor (IPEV), Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement (LGGE CNRS / UJF Grenoble).

**Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica over the past 360,000 years, K. Kawamura, F. Parrenin, L. Lisiecki, R. Uemura, F. Vimeux, J. P. Severinghaus, M. A. Hutterli, T. Nakazawa, S. Aoki, J. Jouzel, M. E. Raymo, K. Matsumoto, H. Nakata, H. Motoyama, S. Fujita, K. Goto-Azuma, Y. Fujii, O. Watanabe, Nature, 23 août 2007