Dynamique des gyres Nord Atlantique et overturning de la Méditerranée au cours des changements climatiques de l’Holocène – HAMOC

Les bilans de sel et de chaleur de l’Atlantique Nord sont d'importance capitale pour le climat de l'Hémisphère Nord, en relation étroite avec la circulation des eaux chaudes de l’Atlantique vers les zones boréales via la dynamique des gyres et de la circulation méridienne (AMOC). Cependant, la dynamique à long terme (centennale à millénaire) des gyres de l’Atlantique et leurs liens avec le climat et les échanges de chaleur et de sel depuis la Méditerranée, restent à explorer.
Plusieurs études ont révélé que les derniers 11,500 ans (Holocène) sont marqués par une variabilité climatique sub-millénaire, probablement associée aux changements des vents et des flux d'eau douce susceptibles d'affecter la dynamique de la gyre subpolaire et donc les budgets de chaleur et de sel de l'Atlantique Nord et des mers Nordiques. Au cours de l'Holocène, le climat de l’Atlantique Nord et de l’Europe (incluant la Méditerranée) a subi d'importants changements de température enregistrés dans les archives glaciologiques, marines et continentales. Toutefois, afin de déterminer les relations existant entre la dynamique des gyres de l’Atlantique, le fonctionnement hydrologique de la Méditerranée et le système climatique, il est indispensable de documenter les propriétés des masses d'eau et leur redistribution à une échelle temporelle décennale à séculaire, et de les comparer avec les sorties des modèles. Les analyses de fréquence et les comparaisons modèle – données permettront d’extraire les forçages externes et/ou les rétroactions internes et d’identifier les processus en jeu.
Ainsi, ce projet vise à restituer l’hydrologie de régions clés de l’Atlantique NE et de la Méditerranée au cours de l’Holocène en mettant en œuvre l'analyse de nouveaux traceurs géochimiques des masses d'eau (eNd, Li/Mg) dans les coraux d'eau froide (précisément datées par l’U/Th) et en s'appuyant sur les dernières avancées réalisées sur les traceurs paléocéanographiques des températures et salinités de surface (d18O et Mg/Ca des foraminifères, alcénone et assemblages faunistiques) et traceurs de masses d’eau (eNd et d13C dans les tests de foraminifères). Les reconstructions hydrologiques seront comparées aux données instrumentales pour la période couvrant le 20ème siècle quand cela sera possible (coraux profonds et sédiments de surface).
Notre stratégie de travail dérive des récents succès et partenariats scientifiques initiés par les ANR PICC, IDEGLACE (2005-2009) et NEWTON (2006-2010). Ce projet est basé sur des collections d'échantillons uniques recueillis au cours des 10 dernières années de recherche sur les coraux profonds le long de la marge ouest européenne et en Méditerranée (INSU ICE-CTD, projets FP6 HERMES, FP7 HERMIONE, FP7 EPOCA, FP7 CORALFISH). Il est étroitement lié aux questions scientifiques adressées dans les programmes tels que le FP7 Past4Future qui vise à fournir une vision intégrée modèle-données des reconstructions climatiques, y compris pour l'Holocène. Enfin, ce projet bénéficie d'une infrastructure de pointe nouvellement installée (Neptuneplus MC-ICP-MS – IDES/LSCE et CEREGE) et de récents développements analytiques permettant des mesures isotopiques rapides et précises des traceurs (eNd) et des radiochronomètres (U/Th et datation 14C par AMS). Pour le volet modélisation, le projet utilisera les simulations récentes du modèle climatique IPSL-CM5A où les traceurs océaniques sont implémentés.
Impacts à long terme : le projet apportera de nouvelles contraintes sur le développement des écosystèmes coralliens d'eau froide en fonction du forçage climatique. Ce projet permettra la formation de jeunes chercheurs (doctorants et post-doctorants) en leur permettant d’acquérir des compétences scientifiques dans un domaine émergent à l'interface de la géochimie, de l'océanographie et de la climatologie. Le consortium œuvrera à la sensibilisation du grand public sur la variabilité naturelle du climat de l'hémisphère nord.