Comment l'arrivée des Européens en Amérique aurait contribué au « petit âge glaciaire »

Qu’est-ce qu’on appelle le « petit âge glaciaire » ?

Le « petit âge glaciaire » est une phase de refroidissement climatique qui a duré environ 400 ans. Ce n’est pas le premier : on peut prendre l’exemple du Dryas récent (entre 12 000 et 11 000 ans avant le présent), qui a duré un peu plus de 1 000 ans et qui correspond à la dernière oscillation froide avant la période chaude de l’Holocène. À l’échelle des temps géologiques, ces centaines d’années ne représentent pas grand-chose – et c’est d’ailleurs ce qui différencie un « âge glaciaire » d’une « ère glaciaire ».

Ce « petit âge de glace » a suivi la période qu’on appelle « Optimum climatique médiéval », une période chaude qui s’est déroulée pendant le Moyen Âge. Le climat a commencé à se refroidir dès la fin du XIII^e siècle puis, selon l’historien Emmanuel Le Roy Ladurie, les hivers sont devenus de plus en plus rudes à partir du XIV^e siècle. C’est en partie lié à une forte activité volcanique aux XIII^e et XVI^e siècles : les grandes quantités de cendres présentes dans l’atmosphère ont formé une sorte d’écran empêchant la majeure partie de l’énergie solaire d’atteindre la Terre.

Cependant, le début du « petit âge glaciaire » et l’intensité des variations de températures varient en fonction de l’endroit où l’on se trouve sur la planète. Il est probable que les changements perçus en Europe par Le Roy Ladurie aient été plus prononcées ailleurs à cause de l’amplification polaire, un phénomène selon lequel tout déséquilibre dans le système climatique entraîne des changements de température plus importants aux pôles par rapport à la moyenne planétaire (1).
 

Quel est le rapport entre le refroidissement climatique de l’Atlantique Nord et l’arrivée des Européens en Amérique à la fin du XV^e siècle ?

L’étude publiée dans la revue Nature communications donne des éléments permettant de lier les activités humaines à l’évolution de la concentration de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère. L’équipe de scientifiques a analysé une calotte de glace et s’est rendue compte qu’il y a eu une baisse de concentration de CO₂ dans l’atmosphère durant la période postérieure à l’arrivée de Christophe Colomb sur le continent, en 1492.

Cette diminution de CO₂ serait corrélée à la disparition de près de 50 millions de personnes pendant la première moitié du XVI^e siècle. La population native a décliné de 80 % à cause des massacres perpétrés par les conquistadors, mais aussi des pandémies qui trouvent leur origine dans l’importation de maladies comme la grippe, la variole, la fièvre jaune ou encore la malaria.
 

Mais en quoi cela affecte-t-il la température de la planète ?

Le climat est le fruit d’un équilibre entre la Terre et le Soleil : à travers son rayonnement électromagnétique, le Soleil fournit de l’énergie à la Terre et celle-ci le restitue. Ce rayonnement est en partie absorbé par des gaz qui sont naturellement présents dans l’air, comme le CO₂. C’est ce qu’on appelle l’effet de serre. Mais un trop plein de ces gaz à effet de serre perturbent l’équilibre entre la Terre et le Soleil : plus il y en a, plus l’énergie solaire s’accumule et plus la température augmente, la planète ne pouvant pas évacuer ce surplus d’énergie autrement. Inversement, moins il y en a et plus le climat se refroidit.

Le refroidissement climatique de l’époque a eu des effets sur la biodiversité, autant pour les animaux que pour les végétaux. Il y a eu des conséquences sur les récoltes : à cause du gel, les vendanges étaient plus tardives, le pain plus cher… D’ailleurs, la Révolution française s’est déroulée pendant le « petit âge glaciaire ».

En conséquence, de nombreux champs ont été laissés à l’abandon et se sont transformés en forêts. On parle ici d’une surface équivalente à celle de la France qui serait passée de l’état de prairie à celui de forêt. Or, ces dernières sont plus efficaces que les champs pour stocker durablement le CO₂.
 

Comment connait-on le climat du passé ?

Pour reconstituer le climat du passé, les paléoclimatologues peuvent s’appuyer sur l’analyse des calottes de glace. Il y a des zones et des époques où la neige s’accumule et se transforme en glace sous l’effet de la gravité. C’est ainsi que se sont formés les calottes du Groenland et de l’Antarctique ou les glaciers que l’on retrouve un peu partout sur la planète. Aux pôles, ce sont des millions d’années d’accumulation.

Quand la neige tombe, elle se tasse mais emprisonne des bulles d’air. On peut alors mesurer l’évolution de la concentration de certains gaz, comme le méthane (CH₄) ou le dioxyde de carbone (CO₂), au sein de l’atmosphère au cours des dernières centaines de milliers d’années et ainsi obtenir une meilleure idée de l’évolution de la quantité de glace stockée sur Terre et ainsi connaitre la température sur Terre.

On peut aussi analyser les archives sédimentaires qui se trouvent en milieu marin, l’océan étant intimement lié au climat. C’est ce que font les scientifiques du Laboratoire d’Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) du Muséum. Les colonnes de sédiments extraites de l’océan contiennent des marqueurs qui permettent de reconstruire le climat du passé. En particulier, nous avons mené de nombreuses études autour de l’Islande.

Le cas de l’Islande est intéressant de par sa position géographique : le pays se situe près du front polaire – une frontière naturelle entre deux régions hydrologiques où se rencontrent les eaux froides en provenance de l’Arctique, et les eaux plus chaudes de la dérive nord-Atlantique et celles du courant d’Irminger. Tout changement dans l’intensité de ces courants influence le positionnement du front polaire et donc l’extension vers le sud de la banquise. Toutes ces variations sont enregistrées dans les sédiments.

L’Islande est aussi un pays avec une forte activité volcanique. On trouve dans les carottes de glace ou de sédiments, des téphras qui permettent de dater précisément les archives. Ces téphras sont constitués de fragments de roches solides expulsés dans l‘air ou dans l’eau pendant une éruption volcanique. En croisant ces archives sédimentaires avec des données historiques, nous avons pu reconstituer le climat de l’Islande et reconstruire les variations passées de la banquise, dont une forte augmentation d’abondance correspond au début du « petit âge glaciaire ».

Référence scientifique :

King, A.C.F., Bauska, T.K., Brook, E.J. et al. Reconciling ice core CO2 and land-use change following New World-Old World contact. Nat Commun 15, 1735 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45894-9

Entretien réalisé en avril 2024. Remerciements à Guillaume Massé, océanographe au Laboratoire d’Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) et chef de la Station marine de Concarneau du Muséum (UMR 7159 – LOCEAN – département « Origine et Évolution »). 

1. Les pôles sont constitués de grandes étendues de neige et de glace qui ont un pouvoir réfléchissant, appelé « albédo ». Cela leur permet de renvoyer une grande partie des rayons du soleil vers l’espace. Cette couverture glaciaire leur sert aussi à absorber la chaleur qui circule par voie atmosphérique et océanique depuis les zones tropicales. Mais avec le réchauffement climatique, cet apport de chaleur est plus important  : il provoque une diminution de l’albédo. Les pôles perdent alors leur capacité d’absorption du rayonnement solaire ce qui contribue au réchauffement climatique.
    
2. Guillaume Massé, Steven J. Rowland, Marie-Alexandrine Sicre, Jeremy Jacob, Eystein Jansen, Simon T. Belt, Abrupt climate changes for Iceland during the last millennium: Evidence from high resolution sea ice reconstructions, Earth and Planetary Science Letters, Volume 269, Issues 3–4, 2008, Pages 565-569, ISSN 0012-821X, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.03.017.