lundi , 26 février 2018

Des éruptions volcaniques massives associées à des changements climatiques brusques dans l’hémisphère sud

Les chercheurs rapportent que des éruptions volcaniques massives du Mount Takahe il y a 17 700 ans ont coïncidé avec des changements climatiques brusques dans l’hémisphère du sud. Les auteurs estiment que même si ces changements climatiques étaient déjà en marche, ces éruptions volcaniques ont pu renforcer le changement.


Des éruptions volcaniques massives associées à des changements climatiques brusques dans l’hémisphère sud
Le Mount Takahe qui s'élève à plus de 2 000 mètres au dessus de la calotte glaciaire dans le Marie Byrd Land dans l'Antarctique de l'ouest - Crédit : Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA). USGS and NASA, LIMA
De nouveaux résultats publiés dans PNAS par le professeur Joseph R. McConnell du Desert Research Institute (DRI) et ses collègues documentent une série d’éruptions volcaniques pendant 192 ans en Antarctique qui ont coïncidé avec une déglaciation accélérée il y a environ 17 700 ans.

Les mesures chimiques détaillées dans les carottes de glace en Antarctique montrent que des éruptions massives et riches en halogènes du volcan Mount Takahe de l’Antarctique Ouest ont coïncidé exactement avec l’apparition du changement climatique le plus rapide et répandu dans l’hémisphère sud à la fin de la dernière période de glace et le début de l’augmentation des concentrations mondiales de gaz à effet de serre selon McConnell.

Les changements climatiques, qui ont commencé il y a environ 17 700 ans, incluaient un changement de pôle dans les vents de l’ouest entourant l’Antarctique avec des changements correspondants dans l’extension de la glace de mer, de la circulation océanique et la ventilation de l’océan profond. La preuve de ces changements se trouve dans de nombreuses parties de l’hémisphère sud et dans différentes archives paléoclimatiques, mais on ignorait encore ce qui a incité ces changements.

Nous savons que le changement climatique rapide à cette époque a été amorcé par des changements dans l’insolation solaire et les calottes glaciaires de l’hémisphère nord selon McConnell. Les cycles glaciaires et interglaciaires sont influencés par les paramètres orbitaux du soleil et de la Terre qui ont une incidence sur l’insolation solaire (intensité des rayons du soleil) ainsi que par les changements dans les couches de glace continentale et les concentrations de gaz à effet de serre.

Le Mount Takahe qui s'élève à plus de 2 000 mètres au dessus de la calotte glaciaire dans le Marie Byrd Land dans l'Antarctique de l'ouest - Crédit : Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA). USGS and NASA, LIMA

Le Mount Takahe qui s’élève à plus de 2 000 mètres au dessus de la calotte glaciaire dans le Marie Byrd Land dans l’Antarctique de l’ouest – Crédit : Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA). USGS and NASA, LIMA

Nous postulons que ces éruptions riches en halogènes ont créé un trou d’ozone stratosphérique sur l’Antarctique qui, analogue au trou moderne de l’ozone, a provoqué des changements à grande échelle dans la circulation atmosphérique et l’hydroclimat dans l’hémisphère sud selon le chercheur. Même si le changement du système climatique avait déjà démarré, nous soutenons que ces changements ont déclenché le passage d’un état climatique largement glacial à un état de climat largement interglaciaire. La probabilité que cela soit un hasard est négligeable.

De plus, les retombées de ces éruptions, contenant des niveaux élevés d’acide fluorhydrique et de métaux lourds toxiques, s’étendaient au moins à 2 800 kilomètres du Mount Takahe et ils ont probablement atteint la cote méridionale de l’Amérique du Sud.

Comment a-t-on découvert et vérifié ces éruptions volcaniques antarctiques massives ?

Le laboratoire de noyau de glace de McConnell permet des mesures à haute résolution de carottes de glace extraites de régions éloignées de la Terre telles que celles du Groenland et de l’Antarctique. Un tel noyau de glace, connu sous le nom de noyau West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide) a été percé à une profondeur de plus de 3 405 mètres et une grande partie a été analysée dans le laboratoire DRI Ultra-Trace pour détecter plus de 30 différents éléments chimiques. D’autres analyses et études de modélisation, pour soutenir les conclusions des auteurs, ont été faites par des institutions dans le monde entier.

Ces registres précis et à haute résolution illustrent que l’anomalie chimique observée dans le noyau de glace WAIS Divide est le résultat d’une série d’éruptions de Mount Takahe situé à 350 kilomètres au nord selon Monica Arienzo, professeure adjointe de recherche en hydrologie chez DRI qui exploite les spectromètres de masse permettant de mesurer ces éléments à une précision de parties par quadrillion (l’équivalent de 1 gramme dans 1 000 000 000 000 000 grammes).

On n’a trouvé aucun registre qui soit aussi ancien dans les 68 000 ans de registres du WAIS Divide selon Michael Sigl qui a d’abord observé l’anomalie lors de l’analyse chimique du noyau. Imaginez les impacts environnementaux, sociétaux et économiques si une série d’éruptions explosives modernes persistaient pendant 4 ou 5 générations dans les latitudes inférieures ou dans l’hémisphère nord. La découverte de cet événement unique dans le registre WAIS Divide n’était pas la première indication d’une anomalie chimique qui s’est produite il y a environ 17 700 ans.

L’anomalie a été également détectée, dans des mesures beaucoup plus limitées, dans le noyau de glace de Byrd dans les années 1990 selon McConnell, mais on ignorait exactement sa provenance. La plupart des noyaux de glace précédents de l’Antarctique n’avaient pas les éléments chimiques que nous étudions tels que les métaux lourds et les éléments de terres rares qui caractérisent l’anomalie de sorte que de nombreuses études n’ont pas pu observer cet événement du Mount Takahe.

Les résultats initiaux de DRI ont été confirmés par l’analyse des échantillons répétés de WAIS Divide produisant des résultats presque identiques. Nous avons également découvert l’anomalie chimique dans la glace de deux autres carottes de glace antarctique incluant des échantillons archivés du Byrd Core disponibles de l’Université de Copenhague et de la glace de Taylor Glacier dans les Antarctic Dry Valleys selon Nathan Chellman du laboratoire de McConnell.

Source : PNAS (http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1705595114)

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A propos de Jacqueline Charpentier

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Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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