Optimum climatique de l'Holocène

Reconstruction synthétique d'après plusieurs séries de données de la variation des températures durant l'Holocène. La période la plus récente est à droite, mais le réchauffement le plus récent ne figure pas sur le graphique.

L'optimum climatique de l'Holocène se manifeste par un accroissement des températures, jusqu'à 4 °C près du pôle Nord (une étude montre un réchauffement hivernal de 3 à 9 °C et un réchauffement estival de 2 à 6 °C au nord de la Sibérie centrale)[3]. L'Europe du Nord connaît un réchauffement, tandis que l'Europe du Sud se refroidit[4]. La variation des températures moyennes semble avoir diminué rapidement avec la latitude, ce qui fait qu'il n'y eut que peu de changements aux basses et moyennes latitudes. Les récifs tropicaux montrent des augmentations de température inférieures à 1 °C et la température de surface de l'océan près de la grande barrière de corail, il y a 5 350 ans, est supérieure de 1 °C, tandis que l'indicateur δ¹⁸O est supérieur de 0,5 ‰ par rapport aux valeurs actuelles[5]. En termes de moyenne mondiale, la température est probablement plus élevée qu'actuellement (pondérée de la position en latitude et des variations saisonnières). Tandis que les températures de l'hémisphère nord dépassent la moyenne en été, les tropiques et quelques parties de l'hémisphère sud sont plus froides[6].

Sur 140 sites étudiés dans l'ouest de l'Arctique, 120 présentent des preuves flagrantes d'une température plus chaude que l'actuelle. Pour 16 sites pour lesquels des estimations quantitatives ont pu être faites, les températures sont à cette époque, en moyenne, de 1,6 ± 0,8 °C supérieures[7].

L'Amérique du Nord connaît son premier pic de chaleur entre 11 000 et 9 000 ans auparavant, alors que la calotte glaciaire des Laurentides continue à refroidir le continent[8]. Ce pic se produit 4 000 ans plus tard pour le nord-est de l'Amérique du Nord. Le long de la plaine côtière de l'Alaska, les indications laissent à penser que la température est 2 à 3 °C plus chaude qu'actuellement[7]. L'Arctique a moins de glace que de nos jours[9].

Les actuels déserts de l'Asie centrale sont couverts de forêts grâce aux précipitations importantes et la ceinture des forêts tempérées de Chine et du Japon s'étend plus au nord[10].

Les sédiments marins d'Afrique de l'Ouest ont enregistré les traces de la « période humide africaine », une époque, entre 16 000 et 6 000 ans avant nos jours, où l'Afrique était beaucoup plus humide[11] grâce à un renforcement de la mousson d'Afrique de l'Ouest, probablement dû aux variations à long terme de l'orbite terrestre. Le « Sahara vert » est parsemé de nombreux lacs et parcouru par une faune comprenant des crocodiles et des hippopotames. Ces sédiments semblent indiquer que l'entrée dans la période humide africaine, ainsi que sa sortie, se produisirent en quelques dizaines ou centaines d'années seulement, au lieu des périodes beaucoup plus longues précédemment envisagées[12]^,[13]^,[14]. On suppose que les humains ont joué un rôle dans la modification de la végétation dans le nord de l'Afrique, il y a 8 000 ans, quand ils ont introduit des animaux domestiques, ce qui a contribué à la transition rapide vers les conditions arides du Sahara[15].

Aux hautes latitudes de l'hémisphère sud, Nouvelle-Zélande et Antarctique, la période chaude de l'Holocène se produit il y a 10 500 à 8 000 ans, immédiatement après la fin du dernier âge glaciaire[16]^,[17].

Autres effets

Le « Sahara vert » de l'optimum climatique holocène[21] : la végétation était de type savane arborée et la faune, attestée par les restes fossiles et l'art rupestre, comprenait des autruches, des gazelles, des bovins, des girafes, des rhinocéros, des éléphants, des hippopotames, des crocodiles… On relie cet épisode humide à une inclinaison axiale plus élevée, le périhélie de la Terre coïncidant avec la fin juillet et donc la saison des moussons[22].

Bien qu'on n'observe pas de changements significatifs de température aux basses latitudes, d'autres changements climatiques sont signalés, comme des conditions beaucoup plus humides au Sahara, en Arabie, en Australie et au Japon, mais beaucoup plus sèches au Kalahari, dans le Midwest américain et en Amazonie, ce qui suggère une circulation thermohaline océanique différente de l'actuelle[23].

Cycles de Milanković.

L'existence d'un optimum climatique il y a 8 000 à 6 000 ans est déduite de l'analyse des carottages sédimentologiques ou glaciologiques et par les paléothermomètres (en), et son explication est cherchée dans les effets des cycles de Milanković affectant l'axe de rotation terrestre, en continuation de ceux ayant entraîné la fin de la dernière glaciation[24].

Du point de vue de la modélisation numérique, jusqu'en 2021 la concordance entre l'analyse des carrottages et les modèles informatiques était globalement satisfaisante, indiquant un réchauffement maximum de l'hémisphère nord il y a 9 000 ans, lorsque l'inclinaison de l'axe de rotation terrestre était de 24° et que le moment où la Terre était au plus près du soleil (périhélie) correspondait à l'été dans l'hémisphère nord. Le calcul du forçage orbital prévoyait alors une irradiation solaire supérieure de 0,2 % (+40 W/m²) et un déplacement vers le sud de la zone de convergence intertropicale[25].

En 2021, de nouveaux modèles numériques publiés par des chercheurs des universités du New Jersey, de l'Ohio, de Taïwan et de Qingdao (en), font apparaître l'optimum climatique de l'Holocène comme un artefact dû à la non prise en compte des variations saisonnières des proxies de paléotempérature (en). La correction de ce biais, appliquée aux analyses des sédiments marins de diverses régions du monde de latitude inférieure à ± 40°, établit une augmentation régulière de la température jusqu'à nos jours : il reste à adapter la méthode aux latitudes supérieure à ± 40° et vérifier si elle confirme ce nouveau modèle[26]^,[27]. Ces nouveaux développements s'inscrivent dans le débat scientifique déjà ancien entre, sur le plan méthodologique les géochimistes et les modéliseurs, et sur le plan théorique entre les « ponctualistes »[28] et les « gradualistes »[29] : c'est par ces discussions que la science augmente nos connaissances[30].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Holocene climatic optimum » (voir la liste des auteurs).