Référence de la publication
Stevenard, Nathan, Aline Govin, Catherine Kissel, Didier Swingedouw, Samuel Toucanne, Nathaëlle Bouttes. « Persistent bistability of Nordic Seas overflow waters over 800,000 years ». Science Advances 12, no 45 (2026): eaee7886. https://doi.org/10.1126/sciadv.aee7886.
Motivation
La stabilité de la circulation méridienne de renversement de l’Atlantique (AMOC pour « Atlantic Meridional Overturning Circulation ») constitue une incertitude majeure dans les projections du climat futur. Pourtant, les preuves directes d’un comportement de bascule de l’AMOC à l’échelle des temps orbitaux restent rares. Ici, nous reconstituons pour la première fois l’intensité des eaux de débordement Islande-Écosse, une branche inférieure clé de la circulation profonde de l’Atlantique (Figure 1), sur les 800 000 dernières années. Pour cela, nous avons combiné 12 enregistrements de vitesse de courant issus de deux carottes sédimentaires de l’Atlantique Nord (figure 1) à un modèle hybride piloté par les données.
Figure 1 : Carte bathymétrique de l’Atlantique Nord illustrant l’écoulement des eaux de débordement des mers nordiques (ISOW, Iceland-Scotland Overflow Water, et DSOW, Denmark Strait Overflow Water) formant alors le courant profond de bord ouest (DWBC, Deep Western Boundary Current). Les carottes sédimentaires analysées dans l’étude sont représentées par les points rouges cerclés de jaune.
Résultats majeurs
L’enregistrement de la force des eaux de débordement ISOW (figure 2) révèle :
(i) une alternance persistante entre des modes de circulation faibles (glaciaires) et forts (interglaciaires),
(ii) une variabilité à l’échelle millénaire omniprésente au sein des deux régimes de circulation profonde,
et (iii) une asymétrie systématique entre les reprises de la circulation faible vers forte et les effondrements de la circulation forte vers faible.
Figure 2 : Variations sur les derniers 800 000 ans de (en haut) la force des eaux de débordements des mers nordiques (ISOW) à partir des reconstructions (en bleu sur 0-400 ka) et du modèle hybride contraint par les données (en noir, 400-800 ka), (au milieu) de la concentration atmosphérique en CO2, et (en bas) du niveau global des mers.
Les analyses de seuil et d’espace des phases montrent que les changements de régime se produisent dans une fenêtre étroite de CO2 atmosphérique et de niveau de la mer (Figure 2) et suivent souvent des boucles de type hystérésis. Bien que la bistabilité de la force de l’ISOW persiste tout au long des 800 000 dernières années, sa sensibilité et son calendrier évoluent au fil du temps.
Ces résultats fournissent des contraintes à long terme, à haute résolution et pilotées par les données sur la bistabilité des eaux de débordement des mers nordiques et ses implications pour la résilience de l’AMOC dans un monde qui se réchauffe.