Tout d'abord: il n'y a rien de mal en soi en science à répondre "Nous ne savons pas" à un problème épineux. Cela pourrait bien être l'un de ces cas.

La question que vous posez a été posée par Imbrie et Imbrie en 1980. Le problème que vous avez remarqué (un interglaciaire très fort malgré un faible taux de Milankovitch forçage) est maintenant connu sous le nom de «problème de l'étape 11», et cela semble être étroitement associé à la transition d'un cycle glaciaire d'environ 41000 ans au cycle d'environ 100000 ans que nous avons vu au cours des 900000 dernières années.

Pourquoi "stage 11"? Il s'agit d'une référence au concept d'étapes isotopiques marines, illustré ci-dessous. Les étapes isotopiques marines se réfèrent à l'abondance de l'oxygène 18 par rapport à l'oxygène 16. L'eau composée de deux protons (hydrogène) et d'un atome d'oxygène 16 s'évapore plus facilement que l'eau légèrement plus lourde centrée sur un atome d'oxygène 18. Cela fait des niveaux d'oxygène 18 dans les dépôts océaniques un très bon indicateur du climat.

_{Source: https: // scepticalscience. com / print.php? n = 1703}

Trois transitions clés peuvent être vues dans le graphique ci-dessus. Le cycle glaciaire a commencé à changer d'une période d'environ 41000 ans à une période d'environ 100000 ans il y a un peu moins d'un million d'années. La deuxième transition s'est produite après la MIS 17 lorsque les glaciers sont devenus plus extrêmes. La troisième transition, celle que vous avez remarquée, s'est produite après MIS 12 lorsque les interglaciaires sont devenus plus extrêmes. Ce dernier changement est au cœur du "problème de l'étape 11".

Le principal problème pour expliquer le cycle observé d'environ 100 000 ans est que les forçages de Milankovitch pour un cycle de 100 000 ans sont plutôt faibles tandis que les forçages de Milankovitch pour un cycle de ~ 41 000 ans sont très forts. Le problème de l'étape 11 est au cœur même du problème des 100000 car les étapes 12 et 11, qui marquent un changement climatique extrêmement important, se sont produites lorsque les forçages de Milankovitch étaient très faibles. Une non-solution de ce problème de l'étape 11 est que le début de l'étape 11 (ou éventuellement le début de l'étape 12 précédente) représente le moment où le cycle de 100 000 ans a finalement pris le contrôle total. C'est essentiellement l'argument avancé par Berger et Wefer.

Donc, en termes de rhétorique, ce que a a provoqué ce passage d'un cycle glaciaire d'environ 41000 ans à ~ 100 000 ans, et pourquoi a-t-il fallu un demi-million d'années pour que cette transition se réalise? Une explication partielle par Abe-Ouchi et al. est que quelque chose s'est produit il y a entre 0,4 et 1,0 million d'années qui a permis des boucles d'hystérésis. Au lieu de disparaître sur un cycle de 41000, la glace s'est plutôt accumulée à des niveaux si épais que toute la glace n'a pas fondu à ce qui aurait mis fin à une glaciation de 41000 ans. Une fois que cela s'est produit, ce n'était pas vraiment un saut de survivre à deux cycles de 41000 ans. Mais à ce moment-là, la glace était devenue si épaisse que tout ce qui était nécessaire était une légère force du réchauffement pour faire fondre la glace de façon catastrophique.

Cela tombe toujours dans la catégorie «et puis la magie se produit». Une hypothèse très plausible qui a gagné beaucoup de force (par exemple, Bintanja et Van de Wal) est que ces énormes calottes glaciaires ont finalement poussé le régolithe accumulé des 200 millions d'années depuis la glace précédente. (le Karoo) soit en mer au nord, soit en énormes tas de dérive glaciaire vers le sud.

Les premiers événements de glaciation de l'ère glaciaire actuelle qui ont commencé il y a environ 2,6 millions d'années ont été plutôt faibles en partie parce que le régolithe constitue un lubrifiant à glace plutôt agréable. Ces événements de glaciation relativement faibles se sont poursuivis pendant les 1,6 million d'années suivants, à un intervalle de 41 000 ans. Une grande partie du régolithe avait été repoussée il y a un million d'années. Alors que le régolithe est glissant (à la glace), la roche nue est tout sauf. Cette adhérence a permis à la glace de s'accumuler au point que ces boucles d'hystérésis pourraient commencer à se former, de manière sporadique. Il a fallu encore un demi-million d'années pour passer d'un cycle de 41 000 ans purement axé sur Milankovitch à un cycle de 100 000 ans de Milankovitch + hystérésis.

Références :

Imbrie, John et John Z. Imbrie. "Modélisation de la réponse climatique aux variations orbitales." Science 207, non. 4434 (1980): 943-953.

Berger, W. H. et G. Wefer. «Sur la dynamique des périodes glaciaires: paradoxe de l'étape 11, changement climatique à mi-Brunhes et cycle de 100 ky. MONOGRAPHIE GÉOPHYSIQUE-UNION GÉOPHYSIQUE AMÉRICAINE 137 (2003): 41-60.

Abe-Ouchi, Ayako, Fuyuki Saito, Kenji Kawamura, Maureen E. Raymo, Jun'ichi Okuno, Kunio Takahashi, et Heinz Blatter. "Cycles glaciaires de 100 000 ans et hystérésis du volume de la calotte glaciaire". Nature 500, non. 7461 (2013): 190.

Bintanja, R. et R. S. W. Van de Wal. «Dynamique des calottes glaciaires en Amérique du Nord et début de cycles glaciaires de 100 000 ans». Nature 454, no. 7206 (2008): 869.

Le professeur Malte Jansen et son équipe de l'Université de Chicago ont découvert que lorsque la glace de mer entourant l'Antarctique augmente, elle coupe l'approvisionnement en CO2 de la mer vers l'air, ce qui expliquerait les creux. Lorsque la glace de mer se retirera, cela pourrait expliquer les sommets.

Vous penserez immédiatement que le cours normal des événements est que le CO2 se déplace de l'air vers la mer, alors pourquoi les choses devraient-elles être différentes en Antarctique? L'océan Austral est extrêmement profond et froid. L'eau profonde et froide contient plus de CO2 que les eaux peu profondes et chaudes. Dans les environs de l'Antarctique, il y a des courants ascendants de vastes profondeurs, chargés de CO2. Normalement, lorsque ces courants atteignent la surface, ils délivrent une partie de leur excès de CO2 dans l'atmosphère, puis redescendent dans l'abîme où les évents hydrothermaux remplacent le CO2. Lorsque la surface est recouverte de glace, cette distribution de gaz est interrompue, ce qui réduit le CO2 atmosphérique. À l'inverse, lorsque la glace de mer recule, la livraison de CO2 reprend, peut-être à un rythme accéléré en raison de l'accumulation de CO2 lorsque les livraisons ont été interrompues.

Ce mécanisme pourrait expliquer ou expliquer en partie les hauts et les bas de votre graphique, mais n'exclut pas la possibilité que d'autres mécanismes fonctionnent également. Le professeur Jansen est convaincu que le scénario présenté ci-dessus explique les périodes glaciaires et pourquoi elles ne correspondent pas toujours confortablement aux cycles Milankovitch. De toute évidence, l'albédo accru de l'avancée de la couverture de glace est un autre facteur qui contribue à provoquer une ère glaciaire.