« Évènement de Heinrich » : différence entre les versions

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Les événements de Heinrich doivent leur nom au géologue allemand Hartmut Heinrich. Il s'agit de débâcles massives d'icebergs (et probablement aussi d'eau douce) dans l'Océan Atlantique Nord qui ont eu lieu pendant les périodes de glaciation. Ces débâcles étaient dues à une instabilité des calottes polaires et des glaciers qui couvraient alors une partie des continents de l'hémisphère Nord, et tout particulièrement de la calotte Laurentide qui recouvrait l'Amérique du Nord. En fondant, les icebergs ont délivré les sédiments qu'ils contenaient, ce qui a formé des couches de sédiments spécifiques sur le plancher océanique, les IRD (de l'anglais Ice Rafted Debris). La définition stricte d'un événement de Heinrich est la présence d'une telle couche d'IRD observée dans les carottes marines de l'Atlantique Nord. Par abus de langage on peut aussi parler d'événement de Heinrich pour les conséquences climatiques associées mais ceci peur parfois porter à confusion. La conséquence directe de ces débâcles d'icebergs est un ralentissement marqué de la circulation thermohaline, un refroidissement climatique dans l'Hémisphère Nord, ainsi qu'une migration vers des latitudes plus au sud de la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT).

Identification dans les carottes de sédiment marin

Le géologue allemand Hartmut Heinrich est le premier à avoir décrit ces événements dans les années 1980. Historiquement, les IRD ont d'abord été observés dans des carottes prélevées entre 40°N et 50°N dans l'Atlantique Nord^[11] . Cette zone est aussi connue sous le nom de bande de Ruddiman. Les couches d'IRD contiennent principalement des grains de taille grossière (en général supérieure à 150 microns de diamètre) et à bords non poli. Ces grains sont trop lourds pour être transportés par les courants marins et ont donc été attribués à la fonte d'icebergs: les icebergs délivrés par les glaciers ont au préalable érodé la surface sur laquelle ils se sont déplacés; au moment d'être délivrés dans l'océan, ils contenaient donc une certaine quantité de sédiment, qui s'est progressivement déposée sur le plancher océanique au cours de la fonte.

L'étude des carottes marines de l'Atlantique Nord permet l'identification précise de 6 événements de Heinrich majeurs lors de la dernière glaciation, numérotés H1 (le plus récent) à H6 (le plus ancien). D'autres événements moins importants ont été également identifiés, et numérotés avec différentes nomenclatures ^[6]^,^[7]^,^[4]. L'étude de carottes plus anciennes révèle que ces événements ont aussi eu lieu pendant les glaciations précédentes, mais pas pendant les périodes interglaciaires ^[6]^,^[12] . L'épisode de refroidissement climatique connu sous le nom de Dryas récent est parfois considéré comme l'événement H0^[13] .

Origine des IRD

Les analyses géochimiques réalisées sur les couches d'IRD permettent d'en estimer la provenance et ainsi d'identifier quelle calotte polaire a provoqué l'événement de Heinrich. Il s'agit de déterminer les minéraux constituant les grains détritiques et de mesurer l'abondance isotopique de certains éléments prélevés dans les couches d'IRD. Ces analyses ont révélé que H1, H2, H4 et H5 étaient principalement causés par des icebergs de la calotte Laurentide, tandis que les événements H3 et H6 étaient principalement dus aux calottes européennes (Scandinavie, Îles Britanniques et Islande)^[14]^,^[15]^,^[16]^,^[17]^,^[18].

De plus, la distribution géographique de l'épaisseur de la couche d'IRD peut aussi renseigner sur sa provenance. Ainsi, pour les événements H1, H2, H4 et H5, la couche est plus épaisse au large du Québec et se rétrécit en direction de l'Europe, indiquant donc une source nord-américaine. L'inverse est observé pour H3 et H6, suggérant une source européenne ^[19].

Chronologie et durée des événements

Dater les événements de débâcle glaciaire permet de quantifier la durée de la débâcle mais également, par comparaison à d'autres archives climatiques également datées, de déterminer les conditions climatiques existantes avant, pendant et après la débâcle, et ainsi de mieux comprendre les mécanismes climatiques en jeux. Il existe plusieurs méthodes pour dater les événements de Heinrich, décrites ci-après. La comparaison de tous ces résultats permet d'estimer une incertitude sur la datation des événements de Heinrich.

L'âge des événements de Heinrich, identifiés dans des carottes de sédiments marins, a tout d'abord été déterminé par datation au carbone 14 de ces archives. Cette technique peut être utilisée pour des sédiments jusqu'à environ 50 000 ans. Pour des sédiments plus âgés, le contenu en carbone 14 est trop faible pour être analysé avec précision. Une large incertitude de cette méthode est l'estimation de l'âge réservoir du sédiment. Pour la période actuelle, cet âge est d'environ 400 ans dans l'Atlantique Nord. Lors des périodes glaciaires, cet âge était probablement plus grand et reste difficile à estimer. Enfin, lors des événements de Heinrich, cet âge réservoir a vraisemblablement été fortement perturbé par la débâcle d'icebergs elle-même, pouvant atteindre 2000 ans ^[20]^,^[21] . Il est donc important de prendre en compte l'incertitude associée à la datation des événements de Heinrich basée sur la mesure du carbone 14.

Une autre méthode de datation pour les carottes de sédiment marin est de corréler les variations d'un indicateur de température (par exemple l'abondance des différentes espèces de foraminifères) à celles observées dans les carottes de glace du Groenland (par exemple le δ¹⁸O de l'eau ou bien la reconstruction de température basée sur le δ¹⁵N de l'air piégé dans la glace ^[2]). Cette méthode suppose que les variations climatiques enregistrées dans deux archives géographiquement distinctes sont synchrones, ce qui est parfois vérifiable de manière indépendante ^[22]^, ^[23] mais pas systématiquement ^[24] , ce qui crée une incertitude supplémentaire sur la datation. Une fois l'échelle d'âge de la carotte marine construite, on peut proposer un âge approximatif pour les couches d'IRD qui y sont identifiées.

Enfin, une troisième méthode consite à identifier l'empreinte climatique des événements de Heinrich dans des archives présentant des chronologies précises, comme les carottes de glace ^[25]^, ^[26] ou encore les spéléothèmes des grottes qui présentent souvent les incertitudes de datation les plus petites^[27] . L'inconvénient de cette méthode est que l'on ne peut habituellement pas vérifier si la débâcle d'iceberg enregistrée par les IRD dans les carottes marines était synchrone ou pas avec l'anomalie climatique enregistrée dans d'autres archives.

Événement	Âges, en millier d'années
Événement	Hemming (2004)	Bond & Lotti (1995)	Vidal et al. (1999)
H0	~12
H1	16.8		14
H2	24	23	22
H3	~31	29
H4	38	37	35
H5	45		45
H6	~60
H1 et 2 ont été datés par le C14, H3 à 6 par corrélation de GISP2.

Corrélations

La fonte des icebergs et de la calotte glaciaire a causé la libération d'une grande quantité d'eau dans l'Atlantique Nord. L'arrivée d'une telle quantité d'eau non salée froide a provoqué une baisse de la densité de l'eau et une modification des courants de l'océan et correspond souvent à une modification générale du climat de la Terre. Ainsi, les événements de Heinrich sont corrélés à des événements géologiquement enregistrés en d'autres lieux :

dans les glaces polaires. On retrouve ces cycles dans les carottes de glace^[13] ;
dans les terrasses de corail de la péninsule de Huon (Huon Peninsula ou HP pour les anglophones) dans la province Morobe, à l'est de la Papouasie-Nouvelle-Guinée. Pour des raisons tectoniques, cette région est l'une de celles qui s'élèvent le plus au monde, ce qui permet d'y observer le profil de terrasses côtières particulièrement bien conservées à Sialum. Ces terrasses témoignent de l'histoire géo-climatique de la région du Pacifique (et du monde) au cours des 300 000 dernières années. Elles sont considérées comme les plus belles séquences de terrasses de cette sorte au monde et à ce titre sont scientifiquement étudiées. Elles ont notamment conservé la trace de changements climatiques cycliques et marqués entre 30 000 ans) et 65 000 ans).
On y distingue des cycles de 6000 à 7 000 ans) qui se sont tous conclus par une nette élévation du niveau de la mer (10-15 m durant 1000 à 2 000 ans), après une longue période de baisse de niveau^[13]. La datation précise de ces événements a montré qu'ils correspondaient pour chacun à une arrivée massive d'icebergs et de roches transportées par la glace puis larguées par les icebergs dans les sédiments autour du pôle nord.
La montée du niveau marin pourrait être l'élément déclencheur qui a forcé de manière quasi synchrone les lâchers de glace contenant des inclusions rocheuses du socle d'Amérique du Nord et de l'Est du Groenland^[13].
dans les sédiments marins. Des cycles semblables à ceux observés dans les terrasses de la péninsule de Huon ont aussi été enregistrés dans les sédiments marins via des variations de teneurs du substrat en isotopes de l'oxygène benthique (étudiées en Atlantique nord). Ces variations sont trop importantes pour être uniquement expliquées en termes de volumes de glace^[13]. L'analyse conjointe des niveaux marins et de ces enregistrements isotopiques suggère que les profondeurs du nord de l'océan Atlantique se sont refroidies quand le niveau de mer a baissé et se sont réchauffées quand le niveau de la mer a monté, à chaque cycle de 6 000 ans environ.

Voir aussi

Articles connexes

Références

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