Des chercheurs ont découvert qu’un cycle climatique de 2,4 millions d’années influence la force des courants marins profonds, à mesure que les océans se réchauffent. Ce cycle serait lié aux interactions cycliques entre l’orbite de la Terre et celle de Mars qui, à leur tour, sont corrélées à des périodes de rayonnement solaire entrant accru et un climat plus chaud. Alors que la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) menace de s’effondrer en raison du réchauffement climatique, ce phénomène pourrait potentiellement atténuer sa stagnation.
Depuis les années 1970, de nombreuses recherches ont montré que le climat terrestre peut être influencé par les perturbations périodiques de l’orbite de la planète. Divers cycles astronomiques allant de 19 000 à 400 000 ans sont connus pour rythmer le cycle climatique terrestre. Les archives géologiques ont également suggéré la présence de boucles s’étendant sur des périodes beaucoup plus longues. Ces boucles, dites « grands cycles », incluraient des variations orbitales allant jusqu’à des dizaines de millions d’années.
Les grands cycles orbitaux sont associés à des changements dans le rayonnement solaire entrant et au climat. Parmi ces boucles figure par exemple le cycle d’excentricité lié à la précession des périhélies de Mars et de la Terre, qui dure 2,4 millions d’années. La précession est le changement graduel d’orientation de l’axe de rotation d’une planète.
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« Les champs de gravité des planètes du système solaire interfèrent les uns avec les autres et cette interaction, appelée résonance, modifie l’excentricité planétaire, une mesure de la proximité de leurs orbites circulaires », explique dans un communiqué de l’Université de Sydney, Dietmar Müller. Cependant, la plupart des données issues d’enregistrements stratigraphiques à haute résolution ne concernent que des périodes relativement courtes.
Afin de combler ces lacunes, Müller et ses collègues de l’Université de Sorbonne ont analysé des archives géologiques en eaux profondes pour étudier le lien entre l’interaction périodique des orbites de Mars et de la Terre et les cycles des réchauffements climatiques passés. Plus précisément, l’étude aborde la question de savoir comment le changement climatique à l’échelle géologique et les grands cycles orbitaux peuvent affecter les courants océaniques. Les résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.
Un phénomène qui pourrait atténuer la stagnation des courants océaniques
Dans le cadre de cette récente étude, les chercheurs ont rassemblé 370 hiatus en eaux profondes s’étendant sur 65 millions d’années. Les hiatus sont des ruptures de sédimentation où il n’y a pas de continuité chronologique entre les couches. En effet, les perturbations dans la force des courants océaniques profonds entraînent d’importants déplacements de sédiments. L’objectif était ainsi de savoir si ces déplacements concordaient avec les grands cycles orbitaux. Les échantillons ont été prélevés au niveau de 293 sites de forage en eaux profondes, répartis à travers tous les océans.
Après analyse, les chercheurs ont constaté que la force des courants marins profonds semble changer selon un cycle de 2,4 millions d’années. L’auteure principale de l’étude, Adriana Dutkiewicz de l’Université de Sydney, déclare : « nous avons été surpris de voir ces cycles de 2,4 millions d’années dans nos données sédimentaires des grands fonds. Il n’y a qu’une seule façon de les expliquer : ils sont liés aux cycles des interactions entre Mars et la Terre en orbite autour du Soleil ».
Cela signifie que la Terre a connu des périodes où le rayonnement solaire entrant était plus élevé et le climat plus chaud, selon ce cycle de 2,4 millions d’années. Ces périodes semblent également concorder avec des courants océaniques profonds plus puissants. Cela suggère que bien que l’AMOC (qui englobe le Gulf Stream) menace de s’effondrer en raison du réchauffement climatique, ce phénomène cyclique pourrait potentiellement atténuer sa stagnation.
« Nous savons qu’il existe au moins deux mécanismes distincts qui contribuent à la vigueur du mélange des eaux profondes dans les océans. L’AMOC en fait partie, mais les tourbillons océaniques profonds semblent jouer un rôle important dans les climats chauds pour maintenir l’océan ventilé », explique Müller.
Toutefois, la manière exacte dont ces interactions cycliques pourraient influencer la dynamique des courants océaniques demeure en grande partie incomprise, précisent les experts. En outre, « cela n’aurait pas le même effet que l’AMOC en matière de transport de masses d’eau des basses latitudes vers les hautes latitudes et vice versa », a indiqué Müller. Néanmoins, l’équipe espère que ces résultats pourront contribuer à améliorer les modèles climatiques actuels.