Dysoxie glaciaire dans le Nord Atlantique sub‑polaire profond pendant la transition du Mi‑Pléistocène

Pourquoi les océans anciens comptent aujourd’hui

Bien avant que les humains ne brûlent des combustibles fossiles, le rythme climatique de la Terre a changé de façon abrupte. Il y a environ un million d’années, la planète est passée de glaciations fréquentes et de moindre ampleur à des épisodes glaciaires moins nombreux mais beaucoup plus étendus, durant environ 100 000 ans. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux fortes implications : qu’est‑ce qui a changé dans les océans pour faire basculer la Terre dans ce nouveau mode climatique, et que nous apprend cette histoire sur la manière dont les océans pourraient stocker du carbone et perdre de l’oxygène à l’avenir ?

Une révolution discrète dans les cycles glaciaires

Pendant la transition du Mi‑Pléistocène, entre environ 1,25 et 0,7 million d’années, la cadence des glaciations s’est modifiée alors même que le schéma d’ensoleillement lié aux cycles orbitaux restait à peu près le même. Parallèlement, le dioxyde de carbone atmosphérique a diminué d’environ 30 parties par million, et les archives climatiques indiquent que l’océan profond est devenu un réservoir de carbone plus important. De nombreuses études antérieures ont désigné l’océan Austral autour de l’Antarctique comme le principal moteur de ce changement. Là‑bas, un renforcement de la banquise, une stratification accrue et des modifications des vents semblent avoir contribué à piéger des eaux riches en carbone et pauvres en oxygène en profondeur.

Écouter la boue du plancher océanique atlantique

Le nouveau travail se concentre sur l’autre extrémité du tapis roulant océanique global : le Nord Atlantique sub‑polaire, où se forment aujourd’hui les eaux profondes modernes. Les auteurs ont examiné des sédiments provenant d’un site de forage sur le Gardar Drift au sud de l’Islande, une voie clé en aval pour les eaux récemment formées. Dans ces couches de boue, ils ont mesuré des signaux chimiques liés aux niveaux d’oxygène, tels que le manganèse et différentes formes de phosphore, et compté des espèces de petits organismes benthiques, les foraminifères, qui prospèrent uniquement en conditions bien oxygénées. Ces indices indépendants leur permettent, pris ensemble, de reconstruire la quantité d’oxygène atteignant le fond marin profond au fil du temps.

Eaux de fonte douces, courants ralenties et mers profondes confinées

Les carottes révèlent que, entre environ 940 000 et 870 000 ans avant aujourd’hui, et de nouveau pendant des périodes glaciaires proches, le Nord Atlantique sub‑polaire profond est entré à plusieurs reprises en conditions « dysoxiques » — des niveaux d’oxygène suffisamment bas pour mettre en stress de nombreux organismes benthiques. Les minéraux qui s’accumulent habituellement en conditions riches en oxygène ont décliné de plus de moitié, et les espèces préférant des eaux bien ventilées ont presque disparu. Ces intervalles pauvres en oxygène coïncident avec des épisodes d’apport massif d’ice‑rafted debris, lorsque des armadas d’icebergs ont déchargé d’importantes quantités d’eau douce dans la région. Cette douceure de la surface a réduit sa densité, affaibli le brassage hivernal profond et interrompu l’apport d’eaux profondes fraîchement formées, laissant des eaux plus anciennes, riches en carbone et pauvres en oxygène, s’accumuler dans le bassin profond.

Un partenariat nord–sud dans le stockage du carbone

Lorsque les archives nord‑atlantiques sont comparées à des indices chimiques similaires provenant de l’Atlantique Sud et des eaux proches de l’Antarctique, un tableau coordonné se dessine. Les deux régions polaires montrent un renforcement du rafraîchissement de surface, une extension de la banquise et une réduction de l’oxygène des eaux profondes pendant les principaux stades glaciaires de la transition du Mi‑Pléistocène. Au Nord, la circulation de renversement qui exporte aujourd’hui des eaux profondes bien oxygénées semble s’être affaiblie et être devenue plus superficielle. Au Sud, des eaux abyssales antactiques denses se sont étendues plus largement, remplissant les parties les plus profondes de l’océan d’eaux pauvres en oxygène et riches en nutriments. Cette combinaison a élargi le réservoir océanique profond mondial où le carbone respiré pouvait être stocké à l’écart de l’atmosphère, contribuant à maintenir des concentrations de CO2 atmosphérique plus basses et à favoriser le passage à des glaciations plus grandes et plus longues.

Leçons d’un passé pauvre en oxygène

Pour un non‑spécialiste, le message central est simple : lorsque de grandes calottes glaciaires ont déversé de l’eau douce dans l’Atlantique Nord, elles ont perturbé la formation des eaux profondes, permis à l’océan profond de s’appauvrir en oxygène et contribué à enfermer davantage de carbone dans les abysses. Ce processus, agissant de concert avec des changements similaires autour de l’Antarctique, a probablement joué un rôle majeur dans la reconfiguration du cycle des glaciations de la Terre. Les modèles climatiques modernes prédisent qu’un réchauffement continu et la fonte des glaces pourraient de nouveau affaiblir la circulation de renversement atlantique et réduire l’oxygène des océans profonds. En montrant combien les eaux profondes passées étaient sensibles aux apports d’eau douce et aux changements de circulation, cette étude souligne que le rôle de l’océan comme réservoir de carbone et sa capacité à fournir de l’oxygène aux profondeurs marines sont des éléments étroitement liés — et vulnérables — du système climatique.

Citation: Hernández-Almeida, I., Sierro, F.J., Filippelli, G.M. et al. Glacial dysoxia in the deep subpolar North Atlantic during the Mid-Pleistocene Transition. Nat Commun 17, 3748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71268-4

Mots-clés: Transition du Mi‑Pléistocène, circulation de renversement de l'Atlantique, oxygène océanique, stockage du carbone en profondeur, eaux de fonte des calottes glaciaires