Méditerranée : Crise de la circulation d’eaux profondes dans le passé

La Mer Méditerranée est actuellement bien oxygénée grâce à la formation active des eaux profondes en hiver par mélange vertical, qui contribue au maintien de la biodiversité. Les projections pour 2100 indiquent un réchauffement des eaux de la Méditerranée qui pourrait entraîner une stratification des eaux de surface et une diminution du mélange vertical hivernal. Même si cet effet pourrait être partiellement compensé par une réduction de la précipitation annuelle sur la région Méditerranéenne, une circulation plus stagnante pourrait se mettre en place à la fin du siècle. D’autant que ce phénomène pourrait être amplifié par la fonte des glace du Groenland dont la dynamique est encore mal connue. En effet, l’entrée d’eaux moins salées de l’Atlantique en Méditerranée par le Détroit de Gibraltar pourrait contribuer au ralentissement de la circulation marine en Méditerrané.

Dans son histoire, la Méditerranée a subi plusieurs épisodes extrêmes de circulation stagnante à cause notamment de l’apport massif d’eau douce du Nil et des eaux de fonte des glaces du Groenland. Les conséquences de ce phénomène sont multiples et ont conduit à la mise en place d’eaux profondes très faiblement oxygénées, provoquant la disparition de certains organismes benthiques et la formation de couches noires riches en matière organique dans les sédiments marins appelées « sapropèles ». Le plus récent de ces épisodes, le S1, s’est déroulé entre environ 11 000 et 6 000 ans. Les dépôts de S1 sont omniprésents dans le bassin oriental profond alors qu’ils sont absents dans le bassin occidental.

La combinaison d’indicateurs géochimiques et micropaléontologiques analysés sur les sédiments marins a permis de caractériser les états de circulation des eaux en Méditerranée avant, pendant et après le dépôt des couches de S1. Nos résultats montrent que l’apport excessif d’eau douce aurait réduit la formation d’eau intermédiaire ou profonde dans le bassin oriental et ce de fait provoqué une diminution des échanges d’eau entre les bassins oriental et occidental, isolant ainsi la Méditerranée orientale. Le bassin occidental serait resté relativement oxygéné, ce qui explique l’absence de ces dépôts S1 dans ce bassin. Les conditions de faible oxygénation en Méditerranée orientale auraient aussi eu pour conséquence une diminution de la biodiversité des eaux profondes et des sédiments. Une telle crise de circulation pourrait-elle se produire dans un futur proche ? Pour répondre à cette question, nous développons une stratégie de comparaison des reconstructions paléocéanographiques et des résultats de la modélisation régionale simulant la convection à fine échelle, afin de mieux comprendre la sensibilité de la circulation en Mer Méditerranée aux perturbations hydrologiques en cours.