Des éruptions volcaniques extrêmes survenues au cours de la dernière ère glaciaire dans le nord de l’Europe pourraient avoir perturbé la circulation méridionale de retournement atlantique (AMOC), provoquant ainsi des changements climatiques brutaux. Cette corrélation pourrait expliquer les fluctuations brusques de températures qui se sont produites au cours de cette période. Ces résultats contribuent à mieux comprendre les mécanismes sous-tendant l’équilibre climatique de la région.
La dernière période glaciaire, il y a environ 115 000 à 11 700 ans, a été marquée par des. fluctuations brusques et répétées entre des périodes froides et relativement chaudes. Chacune de ces périodes transitoires, appelées « événements de réchauffement de Dansgaard-Oeschger » (DO), pouvait durer jusqu’à des centaines, voire des milliers d’années et pouvait entraîner des hausses exceptionnelles de température allant de 10 à 15 °C en l’espace d’une ou deux décennies seulement.
Des études ont suggéré que les événements DO sont liés aux variations de l’AMOC, la circulation océanique étant considérée comme un important facteur de variabilité climatique. Ce courant océanique assure notamment un transport de chaleur via les eaux de surface de l’Atlantique tropical vers l’Atlantique nord, ce qui le rend essentiel au maintien de l’équilibre climatique des régions bordant l’Atlantique nord, raison pour laquelle il est surnommé le « radiateur de l’Europe du Nord ».
Si l’AMOC venait à être perturbé ou à s’effondrer, le climat des régions comme le Danemark deviendrait aussi rigoureux que celui de l’Alaska, avec des températures descendant jusqu’à -35 °C en hiver. Ces températures pourraient impacter de nombreux secteurs comme la production agricole et le secteur halieutique.
Leréchauffement climatique et les changements de la salinité marine dus à l’apport d’eau de fonte des glaciers arctiques pourraient menacer la stabilité de l’AMOC. Cependant, la rapidité à laquelle ce changement pourrait se produire, ainsi que les facteurs exacts qui pourraient en être à l’origine font l’objet de débats. Une nouvelle étude de l’Université de Copenhague suggère que les éruptions volcaniques pourraient être un important facteur de perturbation de l’AMOC et pourraient avoir été à l’origine des événements DO passés.
« Notre étude montre que la circulation méridionale de retournement atlantique (AMOC) pourrait être beaucoup plus sensible aux influences extérieures, telles que les éruptions volcaniques, que nous le pensions auparavant. Cela apporte des éléments supplémentaires de compréhension sur la façon dont le système pourrait également réagir à l’avenir », explique Markus Jochum, professeur à l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague et coauteur de l’étude, dans un communiqué.
Des éruptions à l’origine de grandes fluctuations climatiques ?
Les éruptions volcaniques peuvent projeter des nuages de soufre et de poussière jusqu’à des centaines de kilomètres d’altitude, empêchant une partie de la lumière du Soleil d’atteindre la surface terrestre. Ce phénomène déclenche une réaction en chaîne qui provoque une baisse des températures, une augmentation de la banquise et des glaciers ainsi qu’une modification de la salinité des océans.
Jochum et ses collègues ont émis l’hypothèse selon laquelle cette réaction en chaîne pourrait perturber l’AMOC et modifier davantage l’équilibre climatique nord-européen. Pour étayer leur hypothèse, les chercheurs ont utilisé un modèle climatique complexe simulant le climat au cours de la dernière période glaciaire en se basant sur des données provenant de carottes de glace et sur des centaines de modèles climatiques antérieurs.
Configuration proposée de la dynamique sous-jacente dans le modèle climatique complexe à CO₂ = 230 ppm avec une isocline de CO₂ élevée . © Vettoretti et al.Le modèle simule l’AMOC qui transporte la chaleur vers le nord, mais en modélisant une profondeur de convection réduite par rapport aux modèles standards. Les chercheurs ont en effet modifié le mélange des eaux profondes (au-dessus de 2 500 m), car le mélange précis dû aux marées durant les périodes glaciaires demeure inconnu. Le modèle simule également les effets des gaz à effet de serre, des éruptions volcaniques et les changements de température qui en résultent.
D’après les résultats des simulations, détaillés dans la revue Science Advances, les éruptions volcaniques de grande ampleur peuvent déséquilibrer, voire faire s’effondrer complètement l’AMOC. « Nous démontrons que de grandes éruptions volcaniques près de l’équateur ont historiquement pu provoquer un effondrement du courant de l’océan Atlantique, ce qui aurait pu déclencher des changements climatiques soudains qui ont duré des milliers d’années », explique Guido Vettoretti, auteur principal de l’étude et chercheur à l’Institut Niels Bohr.
Selon les chercheurs, les effets de ces éruptions sur l’équilibre climatique seraient encore plus importants si le climat a déjà atteint un point critique, comme ce qui se produit actuellement. « C’est comme faire basculer une planche d’équilibre : si le système est proche d’un point de basculement, une petite impulsion suffit. Notre modèle montre qu’une éruption volcanique peut constituer cette impulsion », conclut Jochum.