Les calottes glaciaires du Nord auraient pu favoriser les glaciations en refroidissant l'océan Austral, selon un modèle

Ce chiffre unique est au cœur d'une proposition sur le déclenchement des glaciations. Les chercheurs suggèrent que l'extension des calottes glaciaires de l'hémisphère Nord refroidit les eaux de l'Atlantique Nord. Ces eaux gagnent le sud et modifient la circulation autour de l'Antarctique. L'océan Austral absorbe alors et stocke davantage de dioxyde de carbone.

ScienceDaily a rapporté ces travaux le 28 octobre, en citant l'université de St Andrews. L'article est paru dans le Journal of Climate. La question qu'il aborde est ancienne et délicate. On sait que l'océan Austral a fait baisser le CO2 atmosphérique pendant les périodes glaciaires. Mais il a été difficile de relier ce phénomène à l'hémisphère Nord. Le résumé de ScienceDaily parle d'une explication possible. L'étude propose un mécanisme candidat pour un lien que les chercheurs n'arrivaient pas à expliquer : comment des processus situés aux deux extrémités de la planète peuvent être aussi étroitement liés.

Ce que la simulation a réellement fait

L'équipe n'a pas abaissé les températures partout. Elle a refroidi seulement les latitudes les plus septentrionales, en imitant une grande calotte glaciaire, puis a observé la réaction de l'océan Austral. Selon le compte rendu de ScienceDaily, le résultat atteint 74 % de l'absorption de CO2 observée dans une autre simulation qui refroidissait toute la planète.

Il s'agit d'un résultat de modélisation, pas d'une mesure tirée de carottes de glace ou de sédiments. L'étude repose sur des simulations numériques de la circulation océanique. Le mécanisme proposé passe par le déplacement de l'eau entre les hémisphères, et non par une observation directe dans l'océan actuel.

La chaîne décrite par les auteurs comporte plusieurs maillons. Les calottes glaciaires du Nord se développent en réponse aux variations naturelles de l'orbite terrestre. Elles refroidissent les eaux voisines de l'Atlantique Nord. Ces eaux plus froides circulent vers le sud au fil du temps et finissent par atteindre l'océan Austral. Si le refroidissement est assez fort, il modifie la circulation autour de l'Antarctique et permet de stocker davantage de CO2 sous la surface. La baisse du CO2 atmosphérique refroidit ensuite la planète, ce qui pourrait renforcer une glaciation.

Pourquoi l'océan Austral porte l'argument

L'océan Austral fait l'essentiel du travail dans cette histoire. On pense qu'il contrôle une grande part de l'absorption du carbone atmosphérique par l'océan. ScienceDaily indique que les changements de l'océan Austral autour de l'Antarctique ont contrôlé une bonne partie du processus à l'origine des baisses de CO2 passées. Le point non résolu était le lien avec le nord.

Les chercheurs proposent que le nord envoie un signal froid vers le sud par l'océan, et non par l'atmosphère. Cette distinction compte pour interpréter le résultat. Il s'agit d'une affirmation sur la circulation océanique dans un modèle, et la force de l'effet dépend de la fidélité avec laquelle cette circulation est représentée. L'étude n'est pas non plus le seul travail récent sur le carbone des océans polaires. D'autres articles traitent de la perte de glace de mer et de la salinité en Antarctique, des tsunamis d'origine glaciaire et du mélange dans l'océan Antarctique, ou encore de la question de savoir si l'océan Austral est un lieu sûr pour retirer du carbone. L'article de St Andrews s'inscrit dans cet effort plus large pour comprendre comment les océans polaires déplacent le carbone.

Ce que le chiffre dit et ne dit pas

Soixante-quatorze pour cent est une comparaison entre deux simulations. Ce n'est pas la part mesurée d'un cycle glaciaire réel. Cela signifie que, dans ce modèle, le refroidissement du nord suffit à produire l'essentiel de l'absorption de CO2 obtenue par un refroidissement global. Cela ne signifie pas que les calottes glaciaires du Nord ont provoqué telle ou telle glaciation. Cela n'indique pas non plus d'échelle de temps pour le trajet du froid vers le sud.

ScienceDaily relaie la formulation des auteurs : les simulations apportent un soutien solide au lien proposé. C'est une affirmation sur le comportement du modèle. Une confirmation devrait venir d'ailleurs, et le compte rendu n'en présente aucune.

Un contraste aide à juger de la manière dont ces résultats sont présentés. Une autre étude sur la prédiction du cancer du poumon, couverte par HPCwire le 2 novembre, rapporte une précision de 94,31 % en simulation et de 91,90 % sur matériel quantique. Elle précise clairement que ses échantillons supplémentaires étaient synthétiques et ne représentaient pas de nouveaux patients recrutés. Les résultats de modèles et de simulations comportent des réserves, et les comptes rendus les plus solides les énoncent.

Où cela se situe dans la recherche

Les sujets les plus récents ailleurs sont surtout sans rapport : le modèle Gemini 4 Carbon de Google, les interconnexions quantiques à l'échelle du mètre entre deux processeurs de 120 qubits d'IBM Research, et un article arXiv sur des codes quantiques assistés par intrication. Aucun ne concerne le carbone océanique.

Il vaut la peine de le dire clairement. L'étude de St Andrews n'est pas une nouvelle au sens d'un lancement de produit. C'est un article du Journal of Climate dont la présentation publique est parue le 28 octobre. Son importance dépendra de la capacité d'autres équipes à reproduire le mécanisme dans leurs propres modèles. Pour situer l'ampleur du sujet, le Guardian a publié le 27 octobre un article sur la recherche internationale contre le cancer, rappel de la diversité des domaines couverts par l'actualité. Sur le climat, le contexte pertinent est le long effort pour expliquer les cycles glaciaires par le stockage de CO2 dans l'océan Austral. Les travaux de St Andrews tentent de relier ce stockage à la croissance des glaces du nord.

Ce qu'il faut suivre

Les prochaines étapes évidentes sont la réplication et la confrontation aux archives paléoclimatiques. Si le mécanisme tient, il devrait laisser des traces dans les indicateurs de la circulation de l'océan Austral et de la glace de mer à l'époque où les calottes du Nord s'étendaient. Le compte rendu de ScienceDaily ne décrit pas un tel test, si bien que l'affirmation repose pour l'instant sur les simulations.

Les lecteurs doivent aussi noter ce que l'étude ne prétend pas. Elle ne chiffre pas la quantité de CO2 stockée par l'océan Austral lors d'une glaciation passée. Elle ne fait aucune prévision sur le climat futur. Son objet est le passé.

Les simulations apportent un soutien solide au lien proposé entre l'extension des calottes glaciaires du nord et les changements de l'océan Austral, selon le compte rendu de l'étude par ScienceDaily.

Pour un domaine qui cherche depuis des années à expliquer pourquoi les deux pôles semblent agir de concert pendant les cycles glaciaires, un résultat de modèle qui les relie par la circulation océanique est une hypothèse qui mérite d'être testée. Ce n'est pas encore une réponse établie. Le chiffre de 74 % doit se lire comme une propriété de la simulation, pas de la Terre.