L’HISTOIRE DE L’OCÉAN ET L’ÉVOLUTION DU CLIMAT
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11.5. La fermeture de l’isthme de Panama
L’érosion de la chaîne himalayenne et l’ouverture du passage de Drake ne peuvent pas
expliquer à eux seuls l’apparition des glaciers autour de 6 millions d’années ainsi que les
cycles de glaciations qui ont débuté vers 3 millions d’années. La dérive des continents et les
changements de circulation océanique qu’elle entraîne ont également eu un rôle majeur. On
a longtemps soupçonné que la fermeture de l’isthme de Panama a favorisé le refroidissement
du climat en déviant vers les mers arctiques les eaux chaudes de l’Atlantique tropical qui
étaient jusqu’alors transportées vers le Pacifique par les alizés. L’étude des isotopes du Nd
permet de préciser le lien entre la fermeture de l’isthme et la mise en place de glaciation
dans l’hémisphère nord. Le Nd, comme les autres métaux peu solubles, se concentre dans
les encroûtements de manganèse qui se développent à des vitesses de l’ordre de 1 à 15 mm.
Ma 1 dans des zones où la sédimentation est absente. Chaque encroûtement enregistre l’ENd
de l’eau profonde locale : contrairement au rapport 87Sr/86Sr, l’eNd de l’eau de mer est hétérogène dans l’océan car le temps de résidence du Nd est beaucoup plus court que le temps de
mélange de l’océan (voir chapitre 4).
En comparant l’évolution de 1’enj dans deux encroûtements de Mn prélevés dans l’ouest
de l’Atlantique Nord subtropical (Figure 11.6), on met en évidence une variation de l’ENd
-7
début des
fermeture de l'isthme
5
, . .
de Panama
glaciations
T f
1
1
i1
* t5 M 5
-8
-9
.
-10
'Nd
-11 5
-12
-13 5
-14
i
♦ 800 m
□ 2000 m
2
4 A
6
8
10
Âge (Ma)
Figure 11.6. Évolution de la composition isotopique du Nd dans des encroûtements
de Mn prélevés dans l’ouest de l'Atlantique Nord subtropical.
Les âges sont estimés à partir du 10Be et de l’évolution du rapport8 Sr/^Sr. À 800 m de
profondeur, la baisse de l’eNd entre 8 millions d’années et 5 millions d années traduit a
diminution puis l’arrêt de l’apport d’eau intermédiaire pacifique (marquée par un Nd ra io
génique) à travers le passage de Panama. Après une période de stabilité entre 5 mi ions
d années et 3 millions d’années, l’eNd recommence à décroître. Cette baisse (qui est visi e
à travers l’Atlantique) n’est pas due à la fermeture du passage de Panama mais à in ensi
fication des glaciations dans l’hémisphère nord qui accélère l’érosion des vieux °^c'e
Qui injecte du Nd très peu radiogénique dans l’océan Atlantique. Modifié d apres u
af-, 1997 ; Reynolds et al., 1999.
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11.5. La fermeture de l’isthme de Panama
L’érosion de la chaîne himalayenne et l’ouverture du passage de Drake ne peuvent pas
expliquer à eux seuls l’apparition des glaciers autour de 6 millions d’années ainsi que les
cycles de glaciations qui ont débuté vers 3 millions d’années. La dérive des continents et les
changements de circulation océanique qu’elle entraîne ont également eu un rôle majeur. On
a longtemps soupçonné que la fermeture de l’isthme de Panama a favorisé le refroidissement
du climat en déviant vers les mers arctiques les eaux chaudes de l’Atlantique tropical qui
étaient jusqu’alors transportées vers le Pacifique par les alizés. L’étude des isotopes du Nd
permet de préciser le lien entre la fermeture de l’isthme et la mise en place de glaciation
dans l’hémisphère nord. Le Nd, comme les autres métaux peu solubles, se concentre dans
les encroûtements de manganèse qui se développent à des vitesses de l’ordre de 1 à 15 mm.
Ma 1 dans des zones où la sédimentation est absente. Chaque encroûtement enregistre l’ENd
de l’eau profonde locale : contrairement au rapport 87Sr/86Sr, l’eNd de l’eau de mer est hétérogène dans l’océan car le temps de résidence du Nd est beaucoup plus court que le temps de
mélange de l’océan (voir chapitre 4).
En comparant l’évolution de 1’enj dans deux encroûtements de Mn prélevés dans l’ouest
de l’Atlantique Nord subtropical (Figure 11.6), on met en évidence une variation de l’ENd
-7
début des
fermeture de l'isthme
5
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de Panama
glaciations
T f
1
1
i1
* t5 M 5
-8
-9
.
-10
'Nd
-11 5
-12
-13 5
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i
♦ 800 m
□ 2000 m
2
4 A
6
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Âge (Ma)
Figure 11.6. Évolution de la composition isotopique du Nd dans des encroûtements
de Mn prélevés dans l’ouest de l'Atlantique Nord subtropical.
Les âges sont estimés à partir du 10Be et de l’évolution du rapport8 Sr/^Sr. À 800 m de
profondeur, la baisse de l’eNd entre 8 millions d’années et 5 millions d années traduit a
diminution puis l’arrêt de l’apport d’eau intermédiaire pacifique (marquée par un Nd ra io
génique) à travers le passage de Panama. Après une période de stabilité entre 5 mi ions
d années et 3 millions d’années, l’eNd recommence à décroître. Cette baisse (qui est visi e
à travers l’Atlantique) n’est pas due à la fermeture du passage de Panama mais à in ensi
fication des glaciations dans l’hémisphère nord qui accélère l’érosion des vieux °^c'e
Qui injecte du Nd très peu radiogénique dans l’océan Atlantique. Modifié d apres u
af-, 1997 ; Reynolds et al., 1999.