Un nouvel outil pour améliorer la fiabilité des modèles climatiques

Reconstruire les climats passés pour mieux comprendre le présent et prévoir le futur, tel est l'objectif principal du projet MARGO, dont les résultats viennent d'être publiés dans Nature Geoscience. Pour y parvenir, une collaboration internationale réunissant notamment des chercheurs français(1) a mis au point une reconstitution des températures de l'océan au cours du dernier maximum glaciaire survenu il y a environ 20 000 ans, avec une fiabilité et une précision sans précédent. Grâce à cet ensemble unique de données, les chercheurs ont pu identifier certaines faiblesses des modèles climatiques utilisés par le GIEC. MARGO constitue donc un outil précieux permettant de parfaire ces modèles et mieux anticiper les changements à venir.

Témoin direct des changements climatiques actuels, l'océan s'avère également un excellent révélateur des climats passés. En étudiant les carottes de sédiments marins(2), les chercheurs puisent des informations leur permettant notamment de reconstruire les climats anciens. Ces données sont indispensables pour mieux comprendre notre "système climatique" et en prévoir l'évolution future. Il s'agit, de plus, de l'un des rares moyens permettant d'évaluer les performances des modèles climatiques utilisés actuellement par le GIEC. Pour cela, les scientifiques confrontent les simulations numériques fournies par les modèles aux reconstructions de la température de surface de l'océan lors de périodes passées relativement stables. Tel est le cas du dernier maximum glaciaire, il y a 21 000 ans, une époque durant laquelle les conditions climatiques étaient radicalement différentes d'aujourd'hui.

À la fin des années 70, une première reconstitution de ces températures au cours du dernier maximum glaciaire, appelée CLIMAP(3), a été établie. Version actualisée de ce travail, le projet MARGO pour Multiproxy Approach for the Reconstruction of the Glacial Ocean Surface a réuni une collaboration internationale de chercheurs essentiellement allemands, espagnols, français, norvégiens, américains, canadiens et australiens. Pour développer cette nouvelle cartographie des températures de surface de la mer il y a 21 000 ans, les scientifiques ont utilisé six indicateurs climatiques, tous considérés comme très fiables : l'analyse de quatre micro-fossiles d'organismes planctoniques(4) ainsi que deux sortes de mesures géochimiques(5). L'ensemble des 696 estimations produites par ces six techniques (une seule avait été utilisée pour CLIMAP) a été traité de manière à fournir une carte des températures estimées ainsi que des incertitudes associées.

Première découverte de MARGO, la couche de glace qui recouvrait les mers nordiques et le nord de l'océan Atlantique Nord lors du dernier maximum glaciaire ne se maintenait pas tout au long de l'année, comme le supposait CLIMAP. Au contraire, elle fondait partiellement en été, fournissant ainsi la vapeur d'eau nécessaire à la croissance et au maintien des grandes calottes polaires en Europe. En outre, le projet MARGO souligne la présence, dans tous les bassins océaniques, d'importants gradients de température est-ouest. Or, ceux-ci ne sont pas reproduits par les simulations du climat du dernier maximum glaciaire obtenues avec les modèles du GIEC. Par exemple, MARGO révèle un refroidissement plus important le long des côtes européennes que le long des côtes ouest du bassin Nord-Atlantique, alors que les modèles produisent l'inverse. Les modèles actuels ne peuvent donc simuler toutes les situations climatiques.

En offrant la possibilité de tester ces modèles, MARGO devrait permettre d'améliorer la prédiction des changements climatiques et de leurs conséquences.