Nathan Stevenard
PhD thesisof Paris-Saclay University– (directrice C. Kissel, co-encadrante: A. Govin) Thèse Phare CEA, Soutenue le 28 Novembre 2023
L’objectif de ce projet de thèse était de reconstruire les variations , au cours des 400 000 dernières années, de la force de l’eau de débordement Islande-Ecosse (ISOW), qui est l’une des deux branches profondes de l’AMOC dans l’Atlantique Nord. Des analyses de fluorescence X, de granulométrie et de magnétisme environnemental ont été appliquées aux fractions détritiques de trois archives sédimentaires (MD03-2673, MD03-2679 et MD03-2685) situées le long du trajet actuel de l’ISOW (dérives de Björn et Gardar) (Fig. 1).
Sur les échelles de temps glaciaire-interglaciaire, l’ISOW est de forte intensité pendant les périodes interglaciaires (s.l.) et de faible intensité (mais pas absente) pendant les périodes glaciaires.
Les transitions entre ces deux régimes semblent être déclenchées par des événements d’échelle millénaire. L’état du régime d’intensité suite à ces événements semble dépendre du volume de l’inlandsis de l’hémisphère nord, en particulier lorsqu’une valeur seuil de d18O benthique de 4 ‰ est franchie.
Sur des échelles de temps millénaires, les variations d’intensité de l’ISOW montrent un fort couplage entre les températures de surface du gyre subpolaire, du Groenland, et les décharges d’eau douce dans l’Atlantique Nord.
Un schéma complexe semble émerger de ces couplages, suggérant que les variations de l’intensité de l’ISOW (ralentissement/renforcement) agissent comme une conséquence de l’extension/rétraction du gyre subpolaire et de la quantité d’eau douce déversée dans l’Atlantique Nord, mais aussi comme une cause de refroidissement/réchauffement dans l’hémisphère Nord.
Les optimums climatiques passés, parfois plus chauds qu’aujourd’hui, présentent les plus fortes intensités des 400 000 dernières années. Elles se produisent à la fin des optimums climatiques, plusieurs milliers d’années après les maximums de température de surface et de gaz à effet de serre. Ces maximums tardifs de l’intensité de l’ISOW semblent être liés à un contexte orbital particulier, influençant le climat régional dans les mers nordiques, à proximité des zones de convection.
Les changements d’intensité de l’ISOW semblent être, à toutes les échelles de temps, dominés par les changements de densité entre le système hydrologique de surface/subsurface de l’Atlantique Nord en amont (Gulf Stream, dérive nord-atlantique) et en aval (zones de convection dans les mers nordiques). La prise en compte de l’importance de ces mécanismes dans les modèles climatiques pourrait permettre d’améliorer et de mieux représenter les changements océanographiques futurs.