Le pont terrestre de Béring s’est formé étonnamment tard au cours de la dernière période glaciaire

Les nouvelles découvertes, publiées la semaine du 26 décembre dans Actes de l’Académie nationale des sciencesindiquent que la croissance des calottes glaciaires – et la baisse du niveau de la mer qui en résulte – s’est produite étonnamment rapidement et beaucoup plus tard dans le cycle glaciaire que les études précédentes ne l’avaient suggéré.

“Cela signifie que plus de 50% du volume de glace mondial au dernier maximum glaciaire a augmenté il y a 46 000 ans”, a déclaré Tamara Pico, professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes à l’UC Santa Cruz et auteur correspondant de l’article. “C’est important pour comprendre les rétroactions entre le climat et les calottes glaciaires, car cela implique qu’il y a eu un retard substantiel dans le développement des calottes glaciaires après la chute des températures mondiales.”

Le niveau mondial de la mer baisse pendant les périodes glaciaires alors que de plus en plus d’eau de la Terre est enfermée dans d’énormes calottes glaciaires, mais le moment de ces processus a été difficile à cerner. Au cours du dernier maximum glaciaire, qui a duré il y a environ 26 500 à 19 000 ans, les calottes glaciaires couvraient de vastes régions d’Amérique du Nord. Des niveaux de la mer considérablement plus bas ont découvert une vaste région terrestre connue sous le nom de Béringie qui s’étendait de la Sibérie à l’Alaska et abritait des troupeaux de chevaux, de mammouths et d’autres animaux du Pléistocène. Avec la fonte des calottes glaciaires, le détroit de Béring a de nouveau été inondé il y a environ 13 000 à 11 000 ans.

Les nouvelles découvertes sont intéressantes par rapport à la migration humaine car elles raccourcissent le temps entre l’ouverture du pont terrestre et l’arrivée des humains dans les Amériques. Le moment de la migration humaine vers l’Amérique du Nord reste non résolu, mais certaines études suggèrent que des personnes ont peut-être vécu en Béringie au plus fort de la période glaciaire.

“Les gens ont peut-être commencé à traverser dès que le pont terrestre s’est formé”, a déclaré Pico.

La nouvelle étude a utilisé une analyse des isotopes d’azote dans les sédiments du fond marin pour déterminer quand le détroit de Béring a été inondé au cours des 46 000 dernières années, permettant à l’eau de l’océan Pacifique de s’écouler dans l’océan Arctique. Le premier auteur Jesse Farmer de l’Université de Princeton a dirigé l’analyse isotopique, mesurant les rapports isotopiques d’azote dans les restes de plancton marin conservés dans des carottes de sédiments prélevées sur le fond marin à trois endroits de l’ouest de l’océan Arctique. En raison des différences dans la composition en azote des eaux du Pacifique et de l’Arctique, Farmer a pu identifier une signature isotopique de l’azote indiquant quand l’eau du Pacifique s’est écoulée dans l’Arctique.

Pico, dont l’expertise est dans la modélisation du niveau de la mer, a ensuite comparé les résultats de Farmer avec des modèles du niveau de la mer basés sur différents scénarios de croissance des calottes glaciaires.

“Ce qui me passionne, c’est que cela fournit une contrainte complètement indépendante sur le niveau mondial de la mer pendant cette période”, a déclaré Pico. “Certaines des histoires de calottes glaciaires qui ont été proposées diffèrent considérablement, et nous avons pu examiner quel serait le niveau de la mer prévu dans le détroit de Béring et voir lesquels sont cohérents avec les données sur l’azote.”

Les résultats confirment des études récentes indiquant que le niveau mondial de la mer était beaucoup plus élevé avant le dernier maximum glaciaire que les estimations précédentes ne l’avaient suggéré, a-t-elle déclaré. Le niveau global moyen de la mer pendant le dernier maximum glaciaire était d’environ 130 mètres (425 pieds) plus bas qu’aujourd’hui. Le niveau réel de la mer sur un site particulier tel que le détroit de Béring dépend cependant de facteurs tels que la déformation de la croûte terrestre par le poids des calottes glaciaires.

“C’est comme frapper sur de la pâte à pain – la croûte s’enfonce sous la glace et se soulève sur les bords”, a déclaré Pico. “De plus, les calottes glaciaires sont si massives qu’elles ont des effets gravitationnels sur l’eau. Je modélise ces processus pour voir comment le niveau de la mer varierait dans le monde et, dans ce cas, pour regarder le détroit de Béring.”

Les résultats impliquent une relation compliquée entre le climat et le volume global de glace et suggèrent de nouvelles voies pour étudier les mécanismes sous-jacents aux cycles glaciaires.

En plus de Pico et Farmer, les coauteurs incluent Ona Underwood et Daniel Sigman de l’Université de Princeton ; Rebecca Cleveland-Stout de l’Université de Washington ; Julie Granger à l’Université du Connecticut ; Thomas Cronin du US Geological Survey ; et François Fripiat, Alfredo Martinez-Garcia et Gerald Haug à l’Institut Max Planck de chimie en Allemagne. Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation.