Les isotopes sont des atomes d’un même élément qui présentent le même nombre d’électrons mais un nombre différent de neutrons. Leurs propriétés chimiques sont les mêmes mais ils possèdent des propriétés physiques différentes.
L’étude du passé… on pense à l’anthropologie ou à l’archéologie. Mais les chercheurs étudient aussi le climat d’antan. Comment ? Grâce à des variations de l’isotope de l’oxygène.
Une équipe internationale a publié une étude qui démontre que durant l’Oligocène, soit il y a 34 à 23 millions d’années, la calotte glaciaire en Antarctique était moins dynamique que ce qui était admis jusqu’à présent. Et, si l’océan a effectivement changé de température à ce moment-là, cela s’explique par des facteurs totalement différents.
Dirigée par des scientifiques de Norvège et d’Allemagne, l’étude a été publiée le 7 janvier 2026 dans la revue Nature Geoscience.
La mesure de l’oxygène dans les grands fonds
Pour connaître l’évolution et la variabilité du climat d’antan, les chercheurs se fondent sur la mesure de la quantité de l’isotope lourd de l’oxygène (18O) dans les grands fonds marins. Comme l’explique le communiqué de l’étude, les scientifiques mesurent l’isotope de l’oxygène, dans les coquilles fossilisées « d’organismes microscopiques ayant vécu sur les fonds océaniques pendant des centaines de millions d’années » qui sont appelés des foraminifères benthiques.
Cependant, cette méthode ne permet pas de préciser si ce changement dans le climat passé est survenu à cause d’une variation de la température des océans ou du volume de glace continentale (ce que reflète la mesure du 18O).
C’est un fait connu qu’il y a 28 millions d’années, sur une période de 110 000 années environ, il y a eu une importante variation de l’isotope de l’oxygène. Longtemps, les scientifiques pensaient que c’était dû à une fluctuation du volume de glace dans la calotte glaciaire en Antarctique. Flavia Boscolo-Galazzo, autrice principale, explique : « On a longtemps considéré que la température des grands fonds océaniques était relativement stable sur des échelles de temps plurimillénaires, car ce milieu se situe à des milliers de mètres sous la surface et est donc plus isolé des facteurs climatiques agissant à l’interface océan-atmosphère. »
Coup de théâtre : c’était faux
Pour la première fois, l’équipe internationale a renversé l’hypothèse dominante jusqu’à présent et a découvert que ce changement avait été provoqué par une variation de la température des profondeurs de l’océan.
Comment ? Grâce à une nouvelle méthode, appelée la « paléothermométrie des isotopes groupés », qui leur a permis de reconstituer cette variation de température (de 4° C environ) ayant eu lieu à 4 000 mètres de profondeur.
Cette variation de température a eu lieu en même temps que :
- la variation de l’isotope de l’oxygène (18O) (qui indique donc qu’il y a bien eu un changement du volume de la glace ou de la température globale)
- un changement dans l’excentricité orbitale de la Terre (soit sa trajectoire autour du Soleil)
Ces trois phénomènes étant synchrones, les scientifiques pensent que les variations de température de l’océan ont été entraînées par des changements externes, comme la trajectoire de la Terre. Ce phénomène est nommé « le forçage climatique ».
« Il s’agit d’une découverte importante, car elle montre que, même à de telles profondeurs, la température de l’océan peut varier considérablement en fonction des variations climatiques », souligne Flavia Boscolo-Galazzo. « C’est pourquoi les isotopes de l’oxygène des grands fonds océaniques ne peuvent plus être interprétés comme un indicateur des variations du volume de glace sans reconstitutions indépendantes des températures. »
Contrairement, donc, à ce qu’on pensait avant cette étude, le volume de glace de la calotte glaciaire était, en réalité, assez stable durant l’Oligocène.
« Il existe des preuves que le continent Antarctique était plus élevé au-dessus du niveau de la mer qu’aujourd’hui et que la calotte glaciaire ne s’étendait probablement pas dans l’océan durant l’Oligocène », conclut l’autrice. « Cette situation, différente de la configuration actuelle, a pu protéger la calotte glaciaire du réchauffement dû à l’océan environnant. »
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