Dans une étude menée par l'Université du Colorado Boulder avec des co-auteurs du National Center for Atmospheric Research (NCAR) et d'autres organisations, les chercheurs ont peut-être trouvé des preuves que le «petit âge glaciaire» pouvait avoir des liens avec une ère inhabituelle de volcanisme activité… qui a duré environ 50 ans. En seulement cinq décennies, quatre éruptions volcaniques tropicales massives ont réussi à prendre tout l'environnement de la Terre et à le mettre sur la glace. Quelque part près des années entre 1275 et 1300 après JC, ces éruptions ont provoqué un temps d'été très frais dans l'hémisphère nord, ce qui a déclenché une expansion de la glace de mer qui, à son tour, a affaibli les courants atlantiques. Cependant, cela n'a pas affaibli le climat déjà frais. Cela l'a renforcé.
L'étude internationale a été réalisée en couches - comme un bon gâteau - mais au lieu d'un glaçage sucré, il s'agissait d'un regard composite sur la végétation morte, la glace et les données de base des sédiments. En engageant une modélisation informatique du climat très détaillée, les scientifiques peuvent désormais avoir une théorie solide de ce qui a déclenché le petit âge glaciaire. Une théorie qui commence par une diminution du rayonnement solaire estival et progresse à travers l'éruption des volcans. Ici, le refroidissement à l'échelle de la planète aurait pu être déclenché par des sulfates et d'autres aérosols éjectés dans notre atmosphère et renvoyant la lumière du soleil dans l'espace. Les simulations ont montré qu'il aurait même pu s'agir d'une combinaison des deux scénarios.
«C'est la première fois que quelqu'un identifie clairement le début spécifique des temps froids marquant le début du petit âge glaciaire», explique l'auteur principal Gifford Miller de l'Université du Colorado à Boulder. «Nous avons également fourni un système compréhensible de rétroaction climatique qui explique comment cette période froide pourrait être maintenue pendant une longue période de temps. Si le système climatique est frappé à maintes reprises par des conditions froides sur une période relativement courte - dans ce cas, des éruptions volcaniques - il semble y avoir un effet de refroidissement cumulatif. »
«Nos simulations ont montré que les éruptions volcaniques peuvent avoir eu un effet de refroidissement profond», explique le scientifique NCAR Bette Otto-Bliesner, co-auteur de l'étude. «Les éruptions auraient pu déclencher une réaction en chaîne, affectant la glace de mer et les courants océaniques d'une manière qui a fait baisser les températures pendant des siècles.» Les documents de recherche de l'équipe seront publiés cette semaine dans Lettres de recherche géophysique. Les membres du groupe comprennent des co-auteurs de l'Université d'Islande, de l'Université de Californie à Irvine et de l'Université d'Édimbourg en Écosse. L’étude a été financée en partie par la National Science Foundation, sponsor du NCAR, et la Icelandic Science Foundation.
"Les estimations scientifiques concernant le début de la petite période glaciaire vont du 13ème siècle au 16ème siècle, mais il y a peu de consensus", dit Miller. Il est assez clair que ces températures plus basses ont eu un impact sur les régions plus au sud comme l'Amérique du Sud et la Chine, mais l'effet était beaucoup plus net dans des régions telles que le nord de l'Europe. Le mouvement glaciaire a éradiqué les régions peuplées et les images historiques montrent des gens qui font du patin à glace dans des endroits connus pour être trop chauds pour de telles activités de gel solide avant le petit âge glaciaire.
"La manière dominante dont les scientifiques ont défini le petit âge glaciaire est l'expansion des glaciers des grandes vallées dans les Alpes et en Norvège", explique Miller, membre de l'Institut de recherche arctique et alpine de CU. "Mais le temps pendant lequel les glaciers européens ont avancé suffisamment loin pour démolir des villages aurait été bien après le début de la période froide."
En utilisant la technique de la datation au radiocarbone, environ 150 spécimens de plantes, avec leurs racines, ont été prélevés sur les bords en retrait des calottes glaciaires situées sur l'île de Baffin dans l'Arctique canadien. Dans ces échantillons, ils ont trouvé des preuves d'une «date de mise à mort» qui se situait entre 1275 et 1300 après J.-C. Ces informations ont amené l'équipe à supposer que les plantes étaient rapidement congelées puis tout aussi rapidement enfermées dans de la glace solide. Une deuxième date de mise à mort documentée s'est produite vers 14 h 50 après JC, montrant un autre événement majeur. Pour étoffer davantage leurs résultats, l'équipe de recherche a prélevé des carottes d'échantillons de sédiments dans un lac glaciaire qui est lié à la calotte glaciaire de Langikull, haute d'un kilomètre. Ces échantillons importants d'Islande peuvent être datés de manière fiable jusqu'à 1000 ans et les résultats ont montré une soudaine augmentation de la glace à la fin du 13e siècle et à nouveau au 15e. Grâce à ces techniques qui reposent sur la présence de gisements de téphra, nous savons que ces événements de refroidissement climatique se sont produits à la suite d'éruptions volcaniques.
«Cela nous a montré que le signal que nous avons reçu de l'île de Baffin n'était pas seulement un signal local, c'était un signal de l'Atlantique Nord», dit Miller. "Cela nous a donné beaucoup plus de confiance qu'il y avait une perturbation majeure du climat de l'hémisphère Nord vers la fin du 13ème siècle."
Qu'est-ce qui a amené l'équipe à ses conclusions finales? Grâce à l'utilisation du modèle de système climatique communautaire développé par des scientifiques du NCAR et du Département de l'énergie avec des collègues d'autres organisations, ils ont pu simuler l'impact du refroidissement volcanique sur l'étendue et la masse de la glace de mer Arctique. Le modèle a brossé un portrait de ce qui aurait pu se produire entre 1150 et 1700 après JC environ et a montré que certaines éruptions à grande échelle auraient pu avoir un impact sur l'hémisphère nord si elles s'étaient produites dans un délai proche. Dans ce scénario, l'effet de refroidissement à long terme aurait pu élargir la glace de la mer Arctique au point où elle s'est finalement rencontrée - et fondue - dans l'Atlantique Nord. Au cours de la modélisation, le rayonnement solaire a été fixé à une constante pour montrer que «le petit âge glaciaire aurait probablement eu lieu sans diminution du rayonnement solaire estival à l'époque». conclut Miller.
Source de l'histoire originale: Univsersity Corporation for Atmospheric Research.
