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Lien établi entre activité solaire et sécheresses

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Une stalagmite trouvée dans la grotte de Buckeye Creek (Etat de Virginie-Occidentale), a donné les renseignements les plus détaillés à ce jour sur les cycles climatiques dans l'est de l'Amérique du nord au cours des sept derniers millénaires. Son étude confirme que pendant les périodes où la Terre a reçu moins de rayonnement solaire, l'océan Atlantique nord a refroidi, entraînant des augmentations de la quantité d'icebergs et des diminutions des précipitations connues sous le nom d'événements de Bond.

La coupe de la stalagmite étudiée par les chercheurs. Crédit : Gregory Springer, Ohio University

Ce Bond-là se prénomme Gerard. Il y a une dizaine d'années, ce géologue et ses collègues avaient découvert que l'Holocène (période commencée il y a dix mille ans et dans laqsuelle nous nous trouvons toujours) avait été beaucoup moins calme qu'on ne le pensait, avec un cycle de refroidissements tous les 1.500 ans environ pour l'Atlantique nord. Durant les périodes froides, la quantité d'icebergs augmentait et les précipitations diminuaient. Des études complémentaires avaient même montré que des sécheresses prolongées, de quelques dizaines d'années à un siècle, s'étaient même très probablement produites.

Bond avait alors eu l'idée de comparer ce cycle à celui des baisses d'activité du Soleil, enregistrées sur Terre sous forme de variations dans le temps des taux de carbone 14 et de béryllium 10. Ces isotopes, en effet, sont formés par le bombardement de rayons cosmiques parvenant au sol lorsque le bouclier magnétique de notre planète est affaibli. Sa vigueur étant liée à l’activité solaire, on doit pouvoir estimer celle-ci, du moins dans un passé pas trop éloigné, en déterminant la teneur atmosphérique de ces isotopes. Une corrélation semblait bien avoir été trouvée mais pas de façon réellement convaincante.

En effet, les sédiments conservant ces enregistrements, notamment dans les lacs, subissent des variations parasites dans le temps, dues par exemple à la présence de poissons. Les teneurs isotopiques dépendent donc, notamment, d'épisodes de sécheresses dont l'existence et les durées dans le temps n'étaient pas claires.

Les sécheresses sont inscrites dans les stalagmites

Gregory S. Springer, un géologue de l'université de l'Ohio a alors eu l'idée de contourner ces problèmes en étudiant les isotopes de strontium, carbone et oxygène à l'intérieur d'une stalagmite de la caverne de Buckeye Creek, en Virginie-Occidentale. Elle est idéalement située car les précipitations tombant dans cette région sont directement reliées aux jets streams du Golfe du Mexique et de l'Océan Pacifique.

Or, lors d'une sécheresse, le strontium se concentre dans l'eau à l'origine des formations calcaires dans les grottes. Les rapports entre les isotopes de carbone changent car les sols sont les sièges d'une activité biologique réduite. Comme de plus les grottes sont particulièrement protégées contre les perturbations, l'analyse des variations de ces isotopes au cours du temps dans une stalagmite donne des résultats particulièrement fiables.

Springer et ses collègues ont donc effectué une coupe d'une telle stalagmite et prélevé plus de 200 échantillons. La résolution temporelle obtenue a été telle qu'elle a permis de suivre les variations du climat non pas à l'échelle du millénaire, comme cela fut le cas avec les lacs, mais à l'échelle de la décennie et même moins.

Les résultats publiés dans un article de Geophysical Research Letters confirment bien une connexion entre la baisse de l'activité solaire durant l'Holocène et des refroidissements dans l'Atlantique nord, accompagnés de sécheresse pouvant durer un siècle. Si l'on en croit cette étude, un prochain refroidissement devrait se produire d'ici 500 à 1.000 ans mais, selon les chercheurs, le réchauffement climatique causé par l'Homme interférera sûrement avec ce cycle.

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