“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 303 — #326
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8. Variabilité climatique rapide : description et mécanismes
303
Des modèles ont ainsi été construits pour expliquer les débâcles d’icebergs en
elles-mêmes (l’événement de Heinrich stricto sensu) ou pour estimer le flux
d’eau douce atteignant l’Atlantique Nord capable d’expliquer les enregistrements obtenus ou encore pour lier l’apport en eau douce en Atlantique Nord
à ses conséquences climatiques. Chaque étude s’intéresse ainsi à un aspect
de la variabilité climatique rapide. Pour l’heure, aucune étude n’a cherché
à reproduire en un seul modèle tous les aspects de la variabilité climatique
rapide, ce qui imposerait d’inclure une représentation des calottes, du climat, de l’océan, de la composition chimique de l’atmosphère, de l’état des
surfaces continentales. . . et impliquerait l’utilisation d’un modèle quasiment
complet du système Terre, qui n’existe pas actuellement. Les sections suivantes présentent quelques-uns des mécanismes proposés pour les événements
de Heinrich et leur impact sur le climat global d’une part, et pour les cycles
de Dansgaard-Oeschger d’autre part.
8.1.4.1 Événements de Heinrich
Instabilité des calottes glaciaires
Une des premières explications des cycles de spectaculaires débâcles d’icebergs en provenance de la calotte nord-américaine est proposée en 1993 par
MacAyeal [20]. Il construit un modèle de la partie de la calotte de la Laurentide, posée sur l’actuelle Baie de Hudson, c’est-à-dire sur un socle couvert de
sédiments. Lorsque la base de la calotte est tempérée, c’est-à-dire lorsque la
température est y supérieure à zéro et que de l’eau liquide y est présente, la
glace glisse beaucoup plus facilement que lorsque la base de la calotte et les
sédiments sont gelés ou que sur un socle rocheux non couvert de sédiments.
La base de la calotte peut devenir tempérée grâce à l’apport d’énergie géothermique lorsque la calotte est épaisse, car la température à la base d’une
colonne de glace dépend de la pression exercée par cette colonne. S’appuyant
sur ces propriétés, MacAyeal propose le cycle suivant : 1) la calotte croît
régulièrement grâce à l’accumulation de neige à la surface (prise constante
dans le temps dans ce modèle) la base de la calotte est gelée ; 2) pour une
épaisseur suffisante de la calotte, sa base, sous l’effet du flux géothermique,
parvient au point de fusion et une couche d’eau liquide se forme à l’interface
socle-sédiments-glace ; 3) la calotte glisse alors rapidement vers l’océan et son
altitude diminue ; 4) l’altitude de la calotte a suffisamment diminué pour que
la base de la calotte gèle, freinant ainsi le mouvement de la glace on retourne
ainsi au point 1. MacAyeal nomme ce modèle « binge/purge », ce qui pourrait se traduire, en français, par « croissance/vidange ». Dans ce modèle, le
temps entre deux événements de vidange (c’est-à-dire entre deux épisodes de
débâcle d’icebergs) est déterminé par le temps caractéristique nécessaire pour
faire recroître la calotte et donc dépend de la configuration de la calotte (taille,
distance aux marges, caractéristiques de la surface sous-jacente) et du bilan de
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8. Variabilité climatique rapide : description et mécanismes
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Des modèles ont ainsi été construits pour expliquer les débâcles d’icebergs en
elles-mêmes (l’événement de Heinrich stricto sensu) ou pour estimer le flux
d’eau douce atteignant l’Atlantique Nord capable d’expliquer les enregistrements obtenus ou encore pour lier l’apport en eau douce en Atlantique Nord
à ses conséquences climatiques. Chaque étude s’intéresse ainsi à un aspect
de la variabilité climatique rapide. Pour l’heure, aucune étude n’a cherché
à reproduire en un seul modèle tous les aspects de la variabilité climatique
rapide, ce qui imposerait d’inclure une représentation des calottes, du climat, de l’océan, de la composition chimique de l’atmosphère, de l’état des
surfaces continentales. . . et impliquerait l’utilisation d’un modèle quasiment
complet du système Terre, qui n’existe pas actuellement. Les sections suivantes présentent quelques-uns des mécanismes proposés pour les événements
de Heinrich et leur impact sur le climat global d’une part, et pour les cycles
de Dansgaard-Oeschger d’autre part.
8.1.4.1 Événements de Heinrich
Instabilité des calottes glaciaires
Une des premières explications des cycles de spectaculaires débâcles d’icebergs en provenance de la calotte nord-américaine est proposée en 1993 par
MacAyeal [20]. Il construit un modèle de la partie de la calotte de la Laurentide, posée sur l’actuelle Baie de Hudson, c’est-à-dire sur un socle couvert de
sédiments. Lorsque la base de la calotte est tempérée, c’est-à-dire lorsque la
température est y supérieure à zéro et que de l’eau liquide y est présente, la
glace glisse beaucoup plus facilement que lorsque la base de la calotte et les
sédiments sont gelés ou que sur un socle rocheux non couvert de sédiments.
La base de la calotte peut devenir tempérée grâce à l’apport d’énergie géothermique lorsque la calotte est épaisse, car la température à la base d’une
colonne de glace dépend de la pression exercée par cette colonne. S’appuyant
sur ces propriétés, MacAyeal propose le cycle suivant : 1) la calotte croît
régulièrement grâce à l’accumulation de neige à la surface (prise constante
dans le temps dans ce modèle) la base de la calotte est gelée ; 2) pour une
épaisseur suffisante de la calotte, sa base, sous l’effet du flux géothermique,
parvient au point de fusion et une couche d’eau liquide se forme à l’interface
socle-sédiments-glace ; 3) la calotte glisse alors rapidement vers l’océan et son
altitude diminue ; 4) l’altitude de la calotte a suffisamment diminué pour que
la base de la calotte gèle, freinant ainsi le mouvement de la glace on retourne
ainsi au point 1. MacAyeal nomme ce modèle « binge/purge », ce qui pourrait se traduire, en français, par « croissance/vidange ». Dans ce modèle, le
temps entre deux événements de vidange (c’est-à-dire entre deux épisodes de
débâcle d’icebergs) est déterminé par le temps caractéristique nécessaire pour
faire recroître la calotte et donc dépend de la configuration de la calotte (taille,
distance aux marges, caractéristiques de la surface sous-jacente) et du bilan de