Dans les annales de l’histoire de la Terre, je suis tombé sur un récit captivant sur les fluctuations climatiques et l’échange captivant du carbone. Des recherches récentes qui ont fait la une de la revue scientifique Changement global et planétairenous ramène à la dernière période glaciaire, une époque où la Terre présentait des niveaux de CO2 atmosphérique et des températures mondiales très différents.
Cette enquête, qui se penche sur de minuscules microcoquilles nichées dans les sédiments marins, dévoile la relation complexe entre l’atmosphère de notre planète et l’énigmatique Atlantique Sud. Rejoignez-moi dans ce voyage intrigant alors que nous découvrirons comment cette découverte améliore notre compréhension du système climatique terrestre.
La dernière période glaciaire et les stades Heinrich
Imaginez une époque où notre planète a subi des transformations climatiques rapides et dramatiques, s’étendant sur plusieurs époques géologiques. Ces bouleversements climatiques portent le nom de Heinrich Stadials (HS), un hommage au paléoocéanographe Hartmut Heinrich. Ces événements ont été marqués par l’affaiblissement de la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique (AMOC) et la libération d’icebergs colossaux dans l’Atlantique Nord.
Ce ralentissement de l’AMOC a entraîné une accumulation de chaleur dans l’Atlantique Sud et un refroidissement dans l’Atlantique Nord. Étonnamment, au cours de ces épisodes HS, les niveaux de CO2 atmosphérique ont augmenté. L’auteur probable ? Libération naturelle de CO2 océanique par un phénomène connu sous le nom d’upwelling dans l’océan Austral, adjacent à l’Antarctique.
Isotopes stables du carbone : indices d’une époque révolue
En s’aventurant dans le domaine des isotopes stables du carbone présents dans l’ancien CO2 atmosphérique, les scientifiques sont tombés sur une mine de connaissances. Ils ont découvert une prépondérance de l’isotope du carbone le plus léger, le 12C. Ce 12C particulier était enseveli dans les profondeurs de l’océan depuis des lustres, mais quelque chose orchestrait son retour dans l’atmosphère, contribuant ainsi à l’augmentation des niveaux de CO2.
Pour démystifier cette énigme, les chercheurs ont jeté leur dévolu sur les foraminifères planctoniques. Ces minuscules créatures marines, ornées de microcoquilles calcaires, détenaient la clé du décryptage des températures des océans. Essentiellement, ces êtres minuscules agissaient comme un « thermomètre » océanique en révélant des rapports cruciaux entre le magnésium (Mg) et le calcium (Ca) dans leur coquille. Leurs résultats ont mis en évidence un réchauffement de l’Atlantique Sud lors des événements HS, s’harmonisant avec l’affaiblissement de l’AMOC. Notamment, des observations contemporaines ont indiqué un récent affaiblissement de l’AMOC.
Isotopes du carbone dans les foraminifères planctoniques : La parcelle s’épaissit
L’intrigue ne s’est pas arrêtée là. Les analyses isotopiques du carbone des foraminifères planctoniques résidant dans le sous-sol de l’Atlantique Sud, à environ 300 mètres sous la surface de l’océan, ont révélé des parallèles avec les changements atmosphériques lors des événements HS. Plus de 12C que de 13C ont été découverts, dressant un tableau convaincant. Néanmoins, ces valeurs isotopiques différaient entre les microcoquilles et l’océan environnant (carbone inorganique dissous), en raison des activités biologiques variées des foraminifères.
Dans le but de déterminer l’équilibre entre les valeurs des isotopes du carbone dans les coquilles de foraminifères et les eaux de l’Atlantique Sud, les chercheurs ont entrepris des calculs complexes pour prédire les valeurs des isotopes du carbone dans l’eau de mer. Ces calculs ont pris en compte les températures de surface sur trois sites d’étude distincts et les valeurs globales des isotopes du carbone lors d’événements HS millénaires. Étonnamment, les résultats ont dévoilé un état d’équilibre entre les valeurs mesurées des isotopes du carbone et leurs équivalents prévus dans l’Atlantique Sud.
En termes simples, ces minuscules microcoquilles contiennent des informations inestimables sur le transfert de carbone entre l’océan et l’atmosphère. En outre, l’étude a montré que cet échange ne s’étendait pas seulement lors d’événements brusques, mais s’étendait également aux couches plus profondes de l’Atlantique Sud sur une échelle de temps plus longue.
Le rôle de l’Atlantique Sud comme réservoir de carbone
Cette recherche pionnière suggère que l’Atlantique Sud a servi de réservoir de carbone plausible au cours de la dernière période glaciaire, influençant profondément l’équilibre du carbone de la Terre entre l’océan et l’atmosphère. Ces révélations offrent de puissants outils pour les modèles climatiques, nous aidant à évaluer la capacité des océans à absorber les niveaux croissants de CO2 atmosphérique prévus dans un avenir proche.
À mesure que le transfert de carbone de l’atmosphère vers l’océan s’intensifie, ses répercussions pourraient se répercuter sur les écosystèmes marins, influençant un large éventail d’espèces, depuis les poissons jusqu’au plancton et aux récifs coralliens. Comprendre ces transformations revêt une importance primordiale, en particulier pour les communautés côtières dont la vie est intimement liée à ces écosystèmes.
En conclusion, la saga du rôle de l’Atlantique Sud dans les échanges de carbone dresse un portrait saisissant du passé dynamique de notre planète. Ces énigmes séculaires fournissent des informations inestimables pour relever les défis posés par notre climat en évolution. Notre expédition se poursuit, guidée par des scientifiques qui s’efforcent de démêler la tapisserie complexe d’interactions qui façonnent le système climatique de notre planète.
Cette histoire fait partie de Dialogue Science Xoù les chercheurs peuvent rendre compte des résultats de leurs articles de recherche publiés. Visitez cette page pour plus d’informations sur ScienceX Dialog et comment y participer.
Plus d’information:
Tainã ML Pinho et al, L’équilibrage thermodynamique air-mer contrôle la composition isotopique du carbone de la thermocline de l’Atlantique Sud au cours de la dernière période glaciaire, Changement global et planétaire (2023). DOI : 10.1016/j.gloplacha.2023.104223
Tainã Pinho est titulaire d’une maîtrise. Il est titulaire d’un doctorat en géologie marine, spécialisé en paléoocéanographie et paléoclimat, sur lequel Pinho travaille depuis 2016. Pinho a obtenu un master à l’Université de São Paulo (USP) au Brésil et poursuit actuellement un doctorat à l’Institut Alfred Wegener (AWI). Le voyage de recherche de Pinho est consacré à la découverte des anciens océans et climats de la Terre, dans le but de faire la lumière sur les forces qui ont façonné l’histoire de notre planète.