Une analyse chimique des carottes de sédiments de l’océan Pacifique Nord montre un appariement cohérent de cendres volcaniques et d’hypoxie, une condition de faible oxygène océanique s’étendant sur des milliers d’années, pendant les périodes de réchauffement climatique rapide à la fin de la dernière période glaciaire, une nouvelle recherche publiée aujourd’hui dans La nature spectacles.
Comprendre la relation entre l’activité volcanique, l’hypoxie et la fonte des glaces en raison du réchauffement des températures au cours de la dernière période glaciaire, qui s’est terminée il y a environ 18 000 ans, soulève des questions importantes sur ce qui pourrait se produire lorsque la planète se réchauffe aujourd’hui.
« On ne sait pas pour l’instant si les éruptions volcaniques vont augmenter à mesure que le climat se réchauffe », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jianghui Du de l’ETH Zurich en Suisse, qui a mené la recherche en tant que doctorant au College of Earth, Ocean, and and de l’Oregon State University. Sciences atmosphériques.
« Mais nous savons que les glaciers restants sur les volcans de l’anneau de feu de l’océan Pacifique fondent rapidement, et il sera important d’inclure cette perte de glace dans les prévisions d’éruptions futures, ce qui serait risqué pour les régions peuplées et pourrait également faire émerger des hypoxies. zones mortes dans le Pacifique Nord pire. »
Les résultats indiquent une relation systématique entre le climat, le recul des glaciers, l’activité volcanique, la productivité biologique et la désoxygénation de l’océan, a déclaré Alan Mix, océanographe et paléoclimatologue à l’Oregon State et co-auteur de l’article.
« Ces liens surprenants entre des parties de la Terre que nous considérons généralement comme distinctes montrent à quel point l’ensemble du système est réellement interconnecté », a-t-il déclaré. « Résoudre les problèmes environnementaux, tels que ceux auxquels nous sommes confrontés dans la crise climatique actuelle, exige que nous regardions avec un esprit ouvert l’ensemble du système lié et pas seulement des parties isolées. »
La région volcanique de l’océan Pacifique est connue sous le nom de cercle de feu en partie parce qu’il s’agit de l’une des régions tectoniques et volcaniques les plus actives du monde.
Le moment des événements volcaniques par rapport au retrait de la calotte glaciaire de la Cordillère, qui couvrait autrefois de grandes parties de l’ouest de l’Amérique du Nord, suggère que la fonte rapide de la glace recouvrant les volcans de la région a induit une activité volcanique accrue, a déclaré Mix.
« La couverture de glace des volcans est comme un bouchon dans une bouteille de champagne. Retirez le bouchon glacé et boum, les éruptions commencent », a-t-il déclaré.
Des recherches antérieures avaient montré quelques couches de cendres dans les sédiments de la région, mais l’étude chimique de Du, utilisant des carottes de sédiments en eaux profondes du golfe d’Alaska, a révélé plus de traces de cendres qui n’étaient pas visibles à l’œil nu.
Du a catalogué et comparé les éruptions volcaniques des zones couvertes de glace avec celles des zones qui n’étaient pas couvertes de glace au cours de la dernière période glaciaire.
« Nous avons trouvé un schéma distinct de nombreuses éruptions pendant le réchauffement et le retrait des glaces dans les zones où les glaciers étaient présents, et beaucoup moins de changement dans la fréquence des éruptions en dehors de la zone couverte de glace, en particulier dans l’ouest de l’Amérique du Nord », a déclaré Du. « Cela fournit des preuves solides de la réponse volcanique au réchauffement et au retrait des glaces. »
Les empreintes chimiques ont également montré un appariement cohérent de cendres volcaniques et d’événements hypoxiques. L’augmentation des cendres volcaniques a probablement alimenté la productivité des océans, ce qui a finalement créé des conditions de faible teneur en oxygène.
Les co-auteurs de la Texas A&M University, Christina Belanger et Sharon (qui n’utilise qu’un seul nom) ont examiné une espèce d’organismes du fond marin appelée foraminifères et ont découvert qu’ils suivaient de près l’apport de cendres volcaniques du golfe d’Alaska. Ces organismes prospèrent dans des eaux très productives et peuvent tolérer des conditions de faible teneur en oxygène.
« Les cendres volcaniques contiennent d’importants oligo-éléments pour le plancton, en particulier le fer », a déclaré le co-auteur Brian Haley, professeur de recherche à l’Oregon State.
« Lorsque les cendres atteignent l’océan, le plancton végétal engloutit ce fer et fleurit. Cet effet de fertilisation souligne une application pratique de notre travail. Certains ont proposé de fertiliser le Pacifique Nord avec du fer pour capturer l’excès de dioxyde de carbone de l’atmosphère », a-t-il déclaré. .
« Nous montrons que le monde réel a effectivement mené cette expérience dans le passé avec du fer volcanique, et que l’effet de fertilisation fonctionne et exporte du carbone vers les profondeurs marines. C’est une bonne nouvelle. Mais il y a des conséquences dangereuses car lorsque cet excès de matière organique se décompose en il tombe dans les profondeurs de l’océan, il consomme de l’oxygène et crée des zones mortes. »
Plus d’information:
Jianghui Du, déclencheur volcanique de la désoxygénation des océans lors du retrait de la calotte glaciaire de la Cordillère, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05267-y. www.nature.com/articles/s41586-022-05267-y