1. Pourquoi parler du passage de Drake dans les causes climatiques ?

Les leçons 3.1, 3.2 et 3.3 ont présenté les trois mécanismes imbriqués qui pilotent les cycles glaciaire/interglaciaire du Quaternaire : Milanković, albédo, CO₂ océanique. Mais ces mécanismes supposent une condition préalable : qu’il existe une calotte glaciaire permanente susceptible de croître et de fondre au rythme des paramètres orbitaux.

Cette leçon présente le mécanisme physique. Le séquencement géologique complet est repris en leçon 4.4.

2. Où se trouve le passage de Drake ?

Le passage de Drake est le bras de mer qui sépare aujourd’hui la pointe sud de l’Amérique du Sud (cap Horn, Argentine/Chili) de la péninsule antarctique. Il fait environ 800 km de large et plonge à plus de 4 000 m de profondeur.

C’est l’une des zones maritimes les plus tempétueuses du globe : les vents d’ouest des « 50ᵉ hurlants » et « 60ᵉ rugissants » y soufflent sans obstacle continental, ce qui génère des conditions de navigation extrêmement difficiles. Nommé d’après le navigateur anglais Francis Drake (XVIᵉ siècle).

3. Avant : un Antarctique connecté à l’Amérique du Sud

L’Antarctique faisait à l’origine partie du supercontinent Gondwana (cf. cours 1B.2 sur l’histoire de la Terre). Lors de la fragmentation du Gondwana au Mésozoïque puis au Cénozoïque, l’Antarctique s’est progressivement isolé :

• Séparation Antarctique-Afrique (~160 Ma)
• Séparation Antarctique-Inde (~130 Ma)
• Séparation Antarctique-Australie (~85 Ma, mais l’écartement effectif vers le nord se poursuit longtemps)
• Séparation Antarctique-Amérique du Sud (~34 Ma) : c’est cette dernière séparation qui ouvre le passage de Drake

4. L’ouverture du passage : un événement tectonique majeur

Vers –34 Ma (transition Éocène-Oligocène), la subsidence et l’écartement tectonique des dernières connexions ouvrent un bras de mer profond entre l’Antarctique et l’Amérique du Sud. À peu près à la même époque s’ouvre le passage de Tasmanie entre l’Antarctique et l’Australie. Ces deux ouvertures permettent à l’eau de circuler tout autour de l’Antarctique, sans obstacle continental.

5. Comment fonctionne le courant circumpolaire ?

Le courant circumpolaire est entraîné principalement par les vents d’ouest dominants des hautes latitudes sud. Il tourne autour de l’Antarctique d’ouest en est, sans jamais croiser de continent. C’est un anneau d’eau froide qui isole thermiquement l’Antarctique du reste de l’océan mondial.

6. L’isolement thermique déclenche la glaciation

Sans apport de chaleur tropicale, l’Antarctique se refroidit rapidement. La température moyenne au sol chute en quelques millions d’années (vite à l’échelle géologique). Les conditions deviennent compatibles avec la formation d’une calotte glaciaire permanente.

Premières glaces vers –34 Ma. Consolidation et expansion vers –14 Ma. Aujourd’hui, la calotte antarctique stocke ~60 % de l’eau douce terrestre, sur une épaisseur moyenne de 2 000 m (pic à 4 800 m). Elle est permanente depuis 34 Ma malgré les fluctuations climatiques globales.

7. Le couplage avec la rétroaction d’albédo (leçon 3.2)

C’est ici que le passage de Drake rencontre l’albédo. Reprenons la chaîne causale :

1. Ouverture du passage de Drake (–34 Ma) → établissement du courant circumpolaire antarctique
2. Isolement thermique de l’Antarctique → refroidissement progressif
3. Apparition des premières glaces sur l’Antarctique
4. La glace réfléchit la lumière solaire (albédo ~0,85 vs ~0,1 pour l’océan ou la roche)
5. Rétroaction d’albédo : moins d’énergie absorbée → refroidissement supplémentaire → plus de glace → encore moins d’absorption → encore plus de glace
6. Une calotte permanente s’établit et se stabilise

8. Une condition préalable aux cycles quaternaires

Cette mise en place de la calotte antarctique a une conséquence majeure pour le reste du cours : elle est la condition préalable aux cycles glaciaire/interglaciaire du Quaternaire.

En d’autres termes : la géographie tectonique pose le décor ; les paramètres orbitaux écrivent le scénario sur ce décor. Les deux sont nécessaires.

9. Indice / cause / exemple — passage de Drake

• Indice : apparition brutale d’indices glaciaires antarctiques vers –34 Ma (dépôts glaciaires, dropstones, chute du δ¹⁸O des foraminifères)
• Cause : ouverture du passage de Drake → courant circumpolaire antarctique → isolement thermique → rétroaction d’albédo
• Exemple : calotte antarctique permanente depuis 34 Ma, stockant ~60 % de l’eau douce terrestre

10. Une leçon plus large : la géographie commande

Le cas du passage de Drake illustre un principe général de la paléoclimatologie : la position des continents et la configuration des passages océaniques jouent un rôle climatique majeur à l’échelle des temps géologiques. La tectonique des plaques, vue dans le cours 1B.2, n’est pas qu’une affaire de roches : c’est aussi le moteur lent qui sculpte les grands climats de la Terre.

Autres exemples : la fermeture de l’isthme de Panama vers –3 Ma (qui renforce le Gulf Stream et permet la calotte du Groenland), la collision Inde-Asie et la surrection himalayenne (qui pompe le CO₂ atmosphérique sur 50 Ma). Tous ces événements tectoniques sont des causes climatiques à très long terme, complémentaires des causes plus rapides (Milanković, albédo, CO₂ océanique).