Le « tapis roulant » de l’océan Atlantique, un puissant courant qui entraîne les eaux chaudes vers le nord avant de les submerger dans l’Atlantique Nord, a été le compagnon constant de l’humanité. Pendant 8 000 ans, il s’est maintenu, nourrissant l’Europe occidentale de la chaleur tropicale. Mais une nouvelle étude de la force du courant au cours des derniers demi-millions d’années suggère que le réchauffement climatique pourrait ne pas l’arrêter de sitôt, comme le craignent certains scientifiques. Au contraire, il pourrait déclencher une relecture des événements anciens, lorsque de multiples épisodes de réchauffement provoquaient des oscillations rapides et centenaires de la force du courant, semant un chaos climatique qui aurait alternativement refroidi et réchauffé l’Europe.

« Une circulation forte peut aussi être très variable. pourrait être la leçon la plus importante », déclare Ulysses Ninnemann, un paléoclimatologue de l’Université de Bergen et co-auteur du nouvel article.

Le convoyeur atlantique fonctionne au sel. Tout d’abord, le Gulf Stream et les courants similaires apportent de l’eau chaude et salée à des milliers de kilomètres au nord, dans les mers autour du Groenland et de l’Islande, où elle se refroidit et coule au fond de la mer. De là, elle migre lentement vers le sud à travers les profondeurs abyssales. Ces courants jouent non seulement un rôle énorme dans le climat de l’Europe, mais ils aident aussi les océans à séquestrer une grande partie de la chaleur que les humains ont piégée dans l’atmosphère en y déversant des gaz à effet de serre.

Cependant, l’eau douce flottante peut bloquer ce moteur en diluant l’eau salée lourde, limitant la quantité qui plonge dans l’Atlantique Nord. C’est presque certainement ce qui s’est passé vers la fin des périodes glaciaires précédentes, lorsque les couches de glace de plusieurs kilomètres d’épaisseur couvrant l’Amérique du Nord ont fondu dans l’Atlantique Nord. Mais dans les périodes chaudes entre les périodes glaciaires, connues sous le nom d’interglaciaires, les scientifiques supposent que la circulation atlantique est stable.

Pour savoir si c’est vraiment le cas, Eirik Vinje Galaasen, paléoclimatologue à l’Université de Bergen, et ses collègues ont examiné une carotte de 250 mètres de long d’argile du plancher océanique précédemment forée au large de la pointe sud du Groenland, à un endroit connu pour capturer les sédiments tirés vers le bas par les eaux de surface plongeantes. Les minuscules coquilles d’organismes unicellulaires, appelés foraminifères, étaient réparties dans les couches de terre, représentant 500 000 ans d’histoire. Galaasen et ses collègues ont rincé les fossiles de foraminifères des différentes couches de boue et ont analysé leur chimie pour voir ce qu’ils disaient de la circulation atlantique. « C’était une quantité stupide de travail, des années en laboratoire, pour creuser dans la boue à ce niveau de détail », dit-il.

Chaque fossile contenait une empreinte isotopique de l’histoire des voyages de l’eau environnante, intégrée dans leur coquille. Il n’y a que deux endroits sur la planète où l’eau descend de la surface au fond de l’océan : l’océan Austral et l’Atlantique Nord. Les eaux qui descendent de l’Antarctique, riche en nutriments, contiennent plus de carbone 12 que de carbone 13, tandis que celles de l’Atlantique Nord, pauvre en nutriments, présentent le schéma inverse. En examinant le rapport des isotopes du carbone au fil du temps, Galaasen a pu déterminer quand le courant était fort, attirant l’Atlantique Nord, et quand il était faible, permettant aux eaux du sud de dominer.

Les fossiles ont révélé que la force de la circulation atlantique a fortement chuté avant de rebondir pendant les périodes de réchauffement maximal dans trois interglaciaires récents, rapportent-ils aujourd’hui dans Science. Ces fluctuations, qui se sont produites il y a environ 423 000, 335 000 et 245 000 ans, n’ont parfois duré que 100 ans. Bien que l’équipe n’ait pas modélisé la manière dont ces fluctuations auraient modifié le climat, les effets auraient probablement été « catastrophiques », déclare Guido Vettoretti, un climatologue de l’université de Copenhague qui n’a pas participé à l’étude. D’autres modèles suggèrent que les ralentissements de la circulation refroidissent gravement le nord de l’Europe et assèchent le sud de l’Europe.

Dans les échantillons, les ralentissements étaient souvent accompagnés de débris provenant d’icebergs – un signe que l’eau de fonte de la calotte glaciaire du Groenland pourrait avoir causé ces crachotements. Ces débris suggèrent que le sort du Groenland aujourd’hui n’affecte pas seulement l’élévation du niveau de la mer ; il pourrait aussi moduler le climat. « La calotte glaciaire du Groenland pourrait être extrêmement importante pour la stabilité de notre système climatique », déclare Vettoretti.

Quelle est la résilience du courant atlantique aujourd’hui ? Les études modernes sont limitées dans ce qu’elles peuvent dire. Deux décennies de surveillance, par exemple, ont révélé des fluctuations à court terme de la force, mais il est difficile de dégager un modèle à long terme – ou de savoir si le réchauffement humain affecte le courant. Selon M. Ninnemann, la nouvelle étude pourrait rendre ce travail encore plus difficile et compliquer les prévisions sur la façon dont la circulation pourrait changer à l’avenir. Il ajoute que les modèles devraient intégrer la possibilité que le réchauffement climatique puisse provoquer une baisse de la force de la circulation et un rebond rapide.

Ce qu’il faut maintenant, dit Ninnemann, c’est une observation continue du courant actuel, ainsi qu’une étude approfondie de ce à quoi ressemblait le monde ancien lorsqu’il devenait erratique. Mais de tels efforts se sont heurtés à des difficultés financières et logistiques, surtout maintenant avec la pandémie de coronavirus. Ce mois-ci, par exemple, le Royaume-Uni a interrompu une croisière qui aurait permis de récupérer les amarres d’un réseau d’observation du courant. Et bien que le programme dispose de fonds pour installer de nouveaux réseaux, il n’en a pas actuellement pour les récupérer. « Nous fonctionnons aussi près du fil que nous ne l’avons jamais fait », a déclaré Eleanor Frajka-Williams, la scientifique en chef du réseau au Centre national d’océanographie du Royaume-Uni, dans une interview avant le départ de la croisière.

D’une certaine manière, cela pourrait sembler être une bonne nouvelle que la circulation puisse décliner et rebondir, plutôt que de simplement décliner, ou pire, de s’arrêter complètement. Mais Ninnemann note que les systèmes humains d’agriculture, de commerce et de peuplement n’ont pas été conçus pour faire face à de telles fluctuations. « Nous avons construit tout ce que nous avons dans cette période de climat relativement stable », explique Hinnemann. « Mais les archives géologiques nous montrent que cela peut être une exception, plutôt que la règle. »