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Le Dernier Maximum Glaciaire (LGM) désigne la période la plus récente de la dernière ère glaciaire au cours de laquelle l’étendue des calottes glaciaires sur le globe était à son plus haut. Au moyen de l’étude de fossiles de plancton océanique, une équipe de chercheurs américains a développé un modèle dans le but de connaître la température moyenne de la Terre durant le LGM. Ces résultats ont une double importance. Premièrement, ils aideront les climatologues à établir des modèles plus précis concernant les effets à venir du dioxyde de carbone sur les températures. Et secondairement, ils permettront d’affiner les modèles existants concernant le changement climatique. 

Une équipe dirigée par l’Université de l’Arizona a fixé la température de la dernière période glaciaire — le Dernier Maximum Glaciaire d’il y a 20’000 ans — à environ 46 degrés Fahrenheit (7.8 °C). Leurs découvertes permettront aux climatologues de mieux comprendre la relation entre les niveaux croissants actuels de dioxyde de carbone atmosphérique et la température mondiale moyenne.

Le Dernier Maximum Glaciaire, ou LGM, était une période glaciale où d’énormes glaciers couvraient environ la moitié de l’Amérique du Nord, de l’Europe et de l’Amérique du Sud et de nombreuses régions d’Asie, tandis que la flore et la faune adaptées au froid prospéraient. « Nous avons beaucoup de données sur cette période parce qu’elle a été étudiée pendant longtemps. Mais une question à laquelle la science a longtemps voulu des réponses est simple : à quel point la période glaciaire était-elle froide ? », explique Jessica Tierney, professeur au Département de géosciences de l’UA.

Des températures conformes aux prédictions des modèles climatiques actuels

L’article publié dans la revue Nature révèle que la température mondiale moyenne de l’ère glaciaire était de 6 °C plus froide qu’aujourd’hui. Pour le contexte, la température mondiale moyenne du 20e siècle était de 14 °C.  Tierney et son équipe ont également créé des cartes pour illustrer comment les différences de température variaient dans des régions spécifiques du globe.

« En Amérique du Nord et en Europe, les parties les plus au nord étaient couvertes de glace et étaient extrêmement froides. Même ici en Arizona, il y avait un grand refroidissement. Mais le refroidissement le plus important s’est produit dans les hautes latitudes, comme dans l’Arctique, où il faisait environ 14 °C de moins qu’aujourd’hui ». Leurs résultats correspondent aux modèles climatiques actuels concernant la réaction des pôles de la Terre aux changements de température.

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Changements de la température globale durant le LGM : en haut, l’évolution de la température de la surface des océans/mers ; en bas, l’évolution de la température de l’air de surface. Crédits : Jessica E. Tierney et al. 2020

« Les modèles climatiques prédisent que les hautes latitudes se réchaufferont plus rapidement que les basses latitudes. Quand vous regardez les projections futures, il fait vraiment chaud au-dessus de l’Arctique. C’est ce qu’on appelle l’amplification polaire. De même, pendant le LGM, nous trouvons le modèle inverse. Les latitudes plus élevées sont simplement plus sensibles au changement climatique et le resteront à l’avenir ».

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Le rôle du dioxyde de carbone dans le réchauffement climatique

Connaître la température de la période glaciaire est important, car elle est utilisée pour calculer la sensibilité climatique, c’est-à-dire dans quelle mesure la température mondiale change en réponse au carbone atmosphérique. Tierney et son équipe ont déterminé que pour chaque doublement du carbone atmosphérique, la température mondiale devrait augmenter de 3.4 °C, ce qui se situe au milieu de la fourchette prévue par la dernière génération de modèles climatiques (1.8 à 5.6 °C). Les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone pendant la période glaciaire étaient d’environ 180 parties par million, ce qui est très faible.

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Avant la révolution industrielle, les niveaux s’élevaient à environ 280 parties par million, et aujourd’hui ils ont atteint 415 parties par million. « L’Accord de Paris voulait maintenir le réchauffement climatique à moins de 1.5 °C par rapport aux niveaux préindustriels, mais avec les niveaux de dioxyde de carbone augmentant ainsi, il serait extrêmement difficile d’éviter plus de 2 °C de réchauffement. Nous avons déjà environ 1.1 °C d’augmentation à notre actif, mais moins nous avons chaud, mieux c’est, car le système terrestre réagit vraiment aux changements de dioxyde de carbone », indique Tierney.

Un modèle du passé climatique de la Terre pour mieux prédire son avenir

Comme il n’y avait pas de thermomètres à l’époque glaciaire, Tierney et son équipe ont développé des modèles pour traduire les données collectées à partir de fossiles de plancton océanique en températures de surface de la mer. Ils ont ensuite combiné les données fossiles avec des simulations de modèles climatiques du LGM en utilisant une technique appelée assimilation de données, qui est utilisée dans les prévisions météorologiques.

« Ce qui se passe dans un bureau météorologique, c’est qu’ils mesurent la température, la pression, l’humidité et utilisent ces mesures pour mettre à jour un modèle de prévision et prédire le temps. Ici, nous utilisons le modèle climatique du National Center for Atmospheric Research, basé au Colorado, pour produire une analyse rétrospective du LGM, puis nous mettons à jour cette analyse rétrospective avec les données réelles pour prédire à quoi ressemblait le climat ».

À l’avenir, Tierney et son équipe prévoient d’utiliser la même technique pour recréer les périodes chaudes du passé de la Terre. « Si nous pouvons reconstruire les climats chauds du passé, alors nous pouvons commencer à répondre à des questions importantes sur la façon dont la Terre réagit à des niveaux de dioxyde de carbone vraiment élevés, et améliorer notre compréhension de ce que le changement climatique futur pourrait signifier », conclut-elle.

Sources : Nature

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