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Conditions océanographiques de surface et de subsurface lors des évènements abrupts du MIS 3

Résumé

Mélanie Wary¹, Frédérique Eynaud¹, Didier Swingedouw¹, Linda Rossignol¹, Jena Zumaque², Valérie Masson-Delmotte³, Catherine Kissel³, Jens Matthiesen⁴, Didier Roche^3,5, Sébastien Zaragosi¹, Bruno Malaizé¹, Majolaine Sabine¹, Edouard Palis², Aurélie Penaud⁶, Elisabeth Michel³, Karine Charlier¹, Marie- Hélène Castera¹

1 UMR 5805, EPOC (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques), Université de Bordeaux, 33615 Pessac, France
(melanie.wary@gmail.com)
2 Former students from EPOC
3 UMR 8212, LSCE, CEA/CNRS-INSU/UVSQ, Gif-sur-Yvette, France
4 Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany
5 Earth and Climate Cluster, Faculty of Earth and Life Sciences, Vrije Universiteit Amsterdam, The Netherlands
6 UMR 6538, Domaines Océaniques, IUEM-UBO, Plouzané, France

Les données issues des carottes de glace du Groenland ont révélé l’existence, durant la dernière période glaciaire, de variations climatiques abruptes où alternent périodes chaudes (interstadiaires) et périodes froides (stadiaires) à une échelle millénaire. Diverses archives marines de l’Atlantique Nord ont montré que, comparé aux interstadiaires, les stadiaires étaient caractérisés par d’importantes décharges d’icebergs et d’eau de fonte, une circulation océanique méridienne en Atlantique Nord (AMOC) affaiblie, et des températures océaniques de surface (SST) plus froides. Certaines études de modélisation ont également suggéré que les mers Nordiques étaient englacées lors des stadiaires. Cette hypothèse a été appuyée par quelques études paléoclimatiques basées sur des proxies indirects mais n’a toujours pas été confirmée au travers de reconstructions directes du couvert de glace de mer. Notre étude, qui s’appuie sur des reconstructions quantifiées issues des assemblages de dinokystes et obtenues sur quatre carottes sédimentaires prélevées en Atlantique Nord-Est et mer de Norvège, suggère au contraire que les mers Nordiques ont connu une évolution toute autre durant le MIS3. En effet, durant les stadiaires, ce bassin était marqué par des SST plus chaudes, un contraste saisonnier plus fort, et un couvert de glace de mer réduit. Pour comprendre ces résultats et évaluer un processus pouvant les expliquer, nous les comparons à des expériences numériques classiques où un flux d’eau douce est ajouté en Atlantique Nord, conduites avec cinq modèles climatiques de dernière génération. En accord avec nos observations, ces simulations montrent un réchauffement dans les mers Nordiques en réponse à l’apport d’eau douce en Atlantique Nord tel qu’enregistré lors des stadiaires. Par ailleurs, les données issues d’un taxon polaire mésopélagique de foraminifères planctoniques indiquent des variations de l’AMOC cohérentes avec la littérature et avec nos simulations numériques (i.e. affaiblie en stadiaire). Nous proposons ainsi un nouveau paradigme où, lors des stadiaires, l’AMOC est réduite du fait de fortes décharges d’icebergs et d’eau douce, induisant des SST plus froides en Atlantique Nord, à l’exception des Mers Nordiques où un flux d’eau atlantique, ayant voyagé en subsurface dans la gyre subpolaire, ré-émerge en surface, se mélange avec les eaux polaires, et réchauffe ainsi les niveaux supérieurs de la colonne d’eau tout en limitant l’expansion de la glace de mer.