Le Gulf Stream s’est soudainement déplacé vers le nord pendant une ancienne vague de froid – et c’est un avertissement pour notre avenir.
The Gulf Stream suddenly moved north during an ancient cold snap – and it’s a warning for our future
New evidence shows a major climate shift ‘within a lifetime’ 13,000 years ago.
De nouvelles preuves montrent un changement climatique majeur « en une vie » il y a 13 000 ans.
Around 13,000 years ago, as the world was emerging from the grip of the last ice age, much of the North Atlantic region plunged back into near-glacial conditions.
Il y a environ 13 000 ans, alors que le monde sortait de l’emprise de la dernière ère glaciaire, une grande partie de la région de l’Atlantique Nord est retombée dans des conditions quasi glaciaires.
Sea ice expanded across the North Atlantic, reaching as far south as the Shetland Islands. Glaciers began to regrow in the Scottish Highlands, while winter temperatures across Europe and North America plummeted. Yet off the coast of Atlantic Canada, the ocean did the opposite.
La glace de mer s’est étendue sur l’Atlantique Nord, atteignant aussi loin au sud que les îles Shetland. Les glaciers ont commencé à se reformer dans les Highlands écossais, tandis que les températures hivernales en Europe et en Amérique du Nord chutaient drastiquement. Pourtant, au large des côtes de l’Amérique du Nord atlantique, l’océan a fait le contraire.
In our new study, published in the journal Nature Communications, we found evidence that waters off Nova Scotia, Canada, warmed as the Gulf Stream shifted hundreds of kilometres northward, while deep circulation also changed.
Dans notre nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Communications, nous avons trouvé des preuves que les eaux au large de la Nouvelle-Écosse, au Canada, se sont réchauffées à mesure que le Gulf Stream s’est déplacé de centaines de kilomètres vers le nord, et que la circulation profonde a également changé.
It is the first direct evidence that this vital current responded in such a way during a period of abrupt climate change that rearranged Atlantic Ocean circulation.
Il s’agit des premières preuves directes qu’un courant aussi vital ait réagi de cette manière pendant une période de changement climatique abrupt qui a réorganisé la circulation de l’océan Atlantique.
The finding lends support to the climate models that predict a similar northward shift in the future if the Atlantic Meridional Overturning Circulation (Amoc) weakens – a trend that has probably already begun.
Cette découverte appuie les modèles climatiques qui prédisent un déplacement similaire vers le nord dans le futur si la Circulation Méridienne de Renversement Atlantique (AMRA/Amoc) s’affaiblit – une tendance qui a probablement déjà commencé.
Why the Gulf Stream matters
L’importance du Gulf Stream
The Gulf Stream transports warm tropical waters northwards along the eastern coast of North America before turning north-east towards Europe. In doing so, it forms part of the Amoc, a vast system of ocean currents that redistributes heat, nutrients and carbon around the Atlantic Ocean. Consequently, the Amoc plays a major role in regulating the climate. In particular, the northern arm of the Gulf Stream helps keep western Europe much milder than other regions at similar latitudes.
Le Gulf Stream transporte des eaux tropicales chaudes vers le nord le long de la côte est de l’Amérique du Nord avant de se diriger au nord-est vers l’Europe. Ce faisant, il fait partie de l’AMOC (Circulation Méridienne de l’Atlantique) , un vaste système de courants océaniques qui redistribue la chaleur, les nutriments et le carbone autour de l’océan Atlantique. Par conséquent, l’AMOC joue un rôle majeur dans la régulation du climat. En particulier, le bras nord du Gulf Stream aide à maintenir l’Europe occidentale beaucoup plus tempérée que d’autres régions à des latitudes similaires.
Scientists are increasingly concerned about the future of this circulation system. As the climate warms and extra freshwater (from melting ice) enters the North Atlantic, surface waters become less dense and therefore less able to sink. Most climate models project that these changes weaken the Amoc. Observations suggest that this weakening has already begun, but it is predicted to weaken much more as the 21st century progresses. However, direct evidence showing how the system responds to such major disruptions remains relatively limited.
Les scientifiques s’inquiètent de plus en plus de l’avenir de ce système de circulation. À mesure que le climat se réchauffe et que de l’eau douce supplémentaire (provenant de la fonte des glaces) pénètre dans l’Atlantique Nord, les eaux de surface deviennent moins denses et sont donc moins capables de couler. La plupart des modèles climatiques prévoient que ces changements affaiblissent l’AMOC. Les observations suggèrent que cet affaiblissement a déjà commencé, mais il est prévu qu’il s’affaiblira beaucoup plus à mesure que le 21e siècle progressera. Cependant, les preuves directes montrant comment le système réagit à de telles perturbations majeures restent relativement limitées.
To answer that question, paleoceanographers like us turn to the past.
Pour répondre à cette question, des paléocéanographes comme nous se tournent vers le passé.
A natural experiment from the end of the last ice age
Une expérience naturelle de la fin du dernier âge glaciaire
The Younger Dryas was one of the most dramatic episodes of abrupt climate change in Earth’s recent history. As the planet emerged from the last ice age, warming trends across much of the North Atlantic region abruptly reversed. European summer temperatures declined by around 4°C–8°C in less than a century, while Greenland cooled by up to 10°C within just a few decades. The effects rippled far beyond the North Atlantic, weakening monsoon systems across Africa and Asia.
Le Younger Dryas fut l’un des épisodes les plus spectaculaires de changement climatique abrupt dans l’histoire récente de la Terre. Alors que la planète sortait du dernier âge glaciaire, les tendances de réchauffement sur une grande partie de la région de l’Atlantique Nord se sont brusquement inversées. Les températures estivales européennes ont chuté d’environ 4 °C à 8 °C en moins d’un siècle, tandis que le Groenland a refroidi jusqu’à 10 °C en seulement quelques décennies. Ces effets se sont propagés bien au-delà de l’Atlantique Nord, affaiblissant les systèmes de mousson à travers l’Afrique et l’Asie.
To understand how the ocean responded, we analysed sediment extracted from the seabed off Nova Scotia. Microscopic fossil shells and sediment grains preserved within this marine mud can reveal what the sea would have been like at the time it formed. We then reconstructed changes in both surface and deep Atlantic circulation before, during, and after the Younger Dryas.
Pour comprendre comment l’océan a réagi, nous avons analysé des sédiments extraits du fond marin au large de la Nouvelle-Écosse. Des coquillages fossilisés microscopiques et les grains de sédiment préservés dans cette boue marine peuvent révéler à quoi ressemblait la mer au moment où elle s’est formée. Nous avons ensuite reconstitué les changements tant de la circulation de surface que profonde dans l’Atlantique avant, pendant et après le Younger Dryas.
An unexpected warming signal
Un signal de réchauffement inattendu
What we found surprised us. While Greenland and much of the subpolar North Atlantic cooled rapidly, waters off Atlantic Canada warmed instead, by as much as 4°C–5°C.
Ce que nous avons trouvé nous a surpris. Alors que le Groenland et une grande partie de l’Atlantique Nord subpolaire se sont refroidis rapidement, les eaux au large du Canada atlantique se sont au contraire réchauffées, jusqu’à 4°C–5°C.
The most likely explanation is that the Gulf Stream migrated northwards, bringing warm subtropical waters closer to the Canadian coastline.
L’explication la plus probable est que le Gulf Stream ait migré vers le nord, rapprochant les eaux subtropicales chaudes du littoral canadien.
Previous climate-model simulations had predicted that a weakening of one of the Amoc’s deep currents could trigger exactly this response. Until now, however, there had been little direct geological evidence that it had happened before.
Les simulations précédentes de modèles climatiques avaient prédit qu’un affaiblissement de l’un des courants profonds de l’AMOC pourrait déclencher exactement cette réponse. Jusqu’à présent, cependant, il y avait peu de preuves géologiques directes que cela soit déjà arrivé.
Our study provides real-world evidence for a process that climate models have long proposed. That matters because it shows that large reorganisations of Atlantic circulation are not just theoretical possibilities – they have happened before.
Notre étude fournit des preuves concrètes d’un processus que les modèles climatiques ont longtemps proposé. Cela est important car cela montre que de grandes réorganisations de la circulation atlantique ne sont pas seulement des possibilités théoriques – elles se sont produites auparavant.
What can the past tell us about the future?
Que peut nous dire le passé sur l’avenir?
No past climate event is a perfect analogue for modern climate change. The Younger Dryas occurred under very different conditions from today. Massive ice sheets still covered much of Canada and Scandinavia, and the sea level was tens of metres lower than at present.
Aucun événement climatique passé n’est un analogue parfait du changement climatique moderne. Le Younger Dryas s’est produit dans des conditions très différentes de celles d’aujourd’hui. D’immenses calottes glaciaires couvraient encore une grande partie du Canada et de la Scandinavie, et le niveau de la mer était inférieur de dizaines de mètres à celui d’aujourd’hui.
Nevertheless, the physical links connecting the different components of the North Atlantic circulation system are likely to be the same.
Néanmoins, les liens physiques reliant les différents composants du système de circulation de l’Atlantique Nord sont susceptibles d’être les mêmes.
Our study does not suggest that the Amoc completely collapsed during the Younger Dryas, nor does it tell us whether such a collapse is likely in the future. Instead, it reveals a more nuanced picture in which various components of the North Atlantic circulation system changed in different ways. Rather than producing a uniform response, this reorganisation created a patchwork of warming and cooling across the North Atlantic.
Notre étude ne suggère pas que l’AMOC ait complètement effondré pendant le Younger Dryas, ni qu’elle nous indique si un tel effondrement est probable à l’avenir. Au lieu de cela, elle révèle une image plus nuancée dans laquelle divers composants du système de circulation de l’Atlantique Nord ont changé de différentes manières. Plutôt que de produire une réponse uniforme, cette réorganisation a créé un patchwork de réchauffement et de refroidissement sur tout l’Atlantique Nord.
Similar patterns have also emerged over the last 150 years, with a relative “warming hole” developing in the ocean south of Greenland while regions closer to the Gulf Stream have warmed more rapidly. Our findings provide real-world evidence that these contrasting patterns are closely linked to changes in ocean circulation.
Des schémas similaires ont également émergé au cours des 150 dernières années, avec un « trou de réchauffement » relatif se développant dans l’océan au sud du Groenland, tandis que les régions plus proches du Gulf Stream se sont réchauffées plus rapidement. Nos résultats fournissent une preuve concrète que ces schémas contrastés sont étroitement liés aux changements de la circulation océanique.
Looking to the future, scientists are concerned that continued human-caused warming could trigger major changes in North Atlantic circulation, leading to shifts in ocean temperature patterns, which would disrupt weather and climate across the globe. Examining how the Atlantic behaved 13,000 years ago can help us recognise the warning signs of major changes before they happen again.
En regardant l’avenir, les scientifiques s’inquiètent qu’un réchauffement continu d’origine humaine puisse déclencher des changements majeurs dans la circulation de l’Atlantique Nord, entraînant des modifications des schémas de température océanique, ce qui perturberait le temps et le climat à travers le globe. Étudier le comportement de l’Atlantique il y a 13 000 ans peut nous aider à reconnaître les signes avant-coureurs de changements majeurs avant qu’ils ne se reproduisent.
Critically, our study suggests that such reorganisations can unfold over about a century, with individual components of the circulation changing within just a few decades – within a human lifetime.
De manière cruciale, notre étude suggère que de telles réorganisations peuvent se dérouler sur environ un siècle, avec des composants individuels de la circulation qui changent en seulement quelques décennies – au cours d’une vie humaine.
By showing how different parts of the Atlantic circulation interacted during a past episode of abrupt climate change, our findings provide an important benchmark for testing climate models. The deeper understanding we have gained into how the interconnected Atlantic system behaves will also help us with the very challenging task of developing early-warning systems for future circulation changes and potential climate tipping points.
En montrant comment différentes parties de la circulation atlantique ont interagi pendant un épisode passé de changement climatique abrupt, nos résultats fournissent une référence importante pour tester les modèles climatiques. La compréhension plus approfondie que nous avons acquise sur le comportement du système atlantique interconnecté nous aidera également dans la tâche très difficile de développer des systèmes d’alerte précoce pour les futurs changements de circulation et les potentiels points de basculement climatique.
Alice Carter-Champion receives funding from the Natural Environment Research Council (NERC) , the Royal Society’s project “Rethinking Palaeoclimate for Society” and the Leverhulme Trust.
Alice Carter-Champion reçoit un financement du Natural Environment Research Council (NERC) , du projet de la Royal Society « Rethinking Palaeoclimate for Society » et du Leverhulme Trust.
Fangjingcheng Zhu receives funding from the INSPIRE NERC Doctoral Training Partnership and NERC project ReconAMOC.
Fangjingcheng Zhu reçoit un financement de l’INSPIRE NERC Doctoral Training Partnership et du projet NERC ReconAMOC.
Jack Wharton receives funding from the Natural Environmental Research Council (NERC) , the European Union’s Horizon Europe project EPOC, and the Advanced Research + Invention Agency (ARIA) project VERIFY.
Jack Wharton reçoit un financement du Natural Environmental Research Council (NERC) , du projet Horizon Europe de l’Union européenne EPOC et du projet Advanced Research + Invention Agency (ARIA) VERIFY.
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