Lorsque les climatologues envisagent l’avenir pour déterminer quels pourraient être les effets du changement climatique, ils utilisent des modèles informatiques pour simuler des résultats potentiels tels que l’évolution des précipitations dans un monde qui se réchauffe.
Mais les scientifiques de l’Université du Michigan s’intéressent à quelque chose d’un peu plus tangible : le corail.
En examinant des échantillons de coraux de la Grande Barrière de Corail, les chercheurs ont découvert qu’entre 1750 et aujourd’hui, à mesure que le climat mondial se réchauffait, les précipitations pendant la saison des pluies dans cette partie du monde ont augmenté d’environ 10 % et le taux de pluies extrêmes a dépassé plus de 1 000 %. doublé. Leurs résultats sont publié dans Communications Terre et Environnement.
« Les climatologues se retrouvent souvent à dire : « Je savais que la situation allait se détériorer, mais je ne pensais pas que cela allait se détériorer aussi rapidement. » Mais nous le voyons réellement dans ces enregistrements de coraux », a déclaré la chercheuse principale Julia Cole, présidente du département des sciences de la terre et de l’environnement de l’UM.
« Les études du futur ont tendance à utiliser des modèles climatiques et ces modèles peuvent donner des résultats différents. Certains diront plus de précipitations, d’autres moins de précipitations. Nous montrons que, au moins dans le nord-est du Queensland, il y a nettement plus de précipitations, c’est définitivement plus variable et c’est certainement déjà le cas. »
L’étude, dirigée par Kelsey Dyez, chercheur à l’UM, a analysé des carottes prélevées dans une colonie de corail située à l’embouchure d’une rivière dans le nord du Queensland, en Australie. Pendant la saison des pluies estivales, les précipitations qui s’infiltrent dans la rivière captent des nutriments, des matières organiques et des sédiments, qui sont ensuite transportés jusqu’à l’embouchure de la rivière et déversés dans l’océan, inondant la colonie de corail.
Lorsque les coraux baignent dans cet écoulement d’eau douce, ils captent les signaux géochimiques de la rivière et les enregistrent dans leurs squelettes carbonatés. Les carottes des coraux présentent de faibles bandes de matériaux plus clairs et plus foncés. Ces bandes reflètent chaque saison pluvieuse et sèche traversée par le corail. Les bandes contiennent également des informations sur le climat de chaque saison, tout comme les cernes des arbres enregistrent les modèles climatiques au cours de leurs années de croissance.
« Nous voulons savoir, à mesure que nous réchauffons la Terre, allons-nous avoir plus de précipitations ? Moins de précipitations ? Peut-être que différentes parties de la Terre réagiront différemment ? » dit Dyez. « Ce projet est particulièrement important car nous sommes en mesure de replacer ce réchauffement et ces changements dans leur contexte. Nous sommes en mesure d’enregistrer les précipitations d’une période antérieure à celle des enregistrements instrumentaux pour cette partie du monde. »
Pour déterminer avec précision la quantité de pluie tombée à chaque saison des pluies et le nombre d’événements de pluie extrêmes survenus au cours de chaque saison, les chercheurs ont comparé les enregistrements instrumentaux de précipitations qui ont commencé dans les années 1950 avec les années correspondantes dans le corail. Cela a donné aux chercheurs une période d’étalonnage qu’ils ont pu utiliser pour déterminer la relation entre les caractéristiques des coraux et la quantité de pluie tombée à chaque saison des pluies aussi longtemps que les coraux étaient en vie, jusqu’en 1750.
Le noyau de corail a été prélevé dans une région isolée du nord-est du Queensland par l’Institut australien des sciences marines. Les terres entourant le bassin versant de la rivière se trouvent également dans une zone protégée, ce qui signifie qu’il est peu probable que les nutriments et les sédiments rejetés dans la rivière par les pluies soient générés par l’activité humaine.
« C’est une région qui a connu des fluctuations assez importantes ces dernières années, entre des inondations dévastatrices pour les communautés et des périodes plus sèches », a déclaré Cole. « Le nord-est de l’Australie étant une région agricole, l’évolution des précipitations dans un monde plus chaud revêt une importance réelle et tangible. Les gens ne ressentent peut-être pas quelques degrés Celsius de réchauffement, mais ils souffrent vraiment en cas de sécheresse ou d’inondation. »
Pour reconstituer les précipitations, les chercheurs ont utilisé quatre mesures différentes. Tout d’abord, les chercheurs ont examiné la luminescence des bandes du corail. Lorsqu’ils éclairent le corail avec une lumière noire, les composés organiques présents dans le corail le rendent fluorescent. Plus la bande est fluorescente, plus les composés organiques descendaient la rivière et se déposaient sur le corail, reflétant une saison de fortes pluies.
Les chercheurs ont également mesuré la quantité d’élément baryum contenue dans chacune des bandes. Le squelette du corail est composé de calcium, mais lorsque le baryum se dépose sur le squelette, il peut remplacer le calcium. Plus il y avait de baryum détecté dans la bande, plus le débit de la rivière coulait sur le corail.
Les chercheurs ont ensuite examiné les isotopes stables du carbone (carbone-12 et carbone-13) présents dans le corail. Plus le rapport de ces deux isotopes favorise le carbone 12, plus l’eau doit descendre dans la rivière en raison de précipitations plus importantes.
Enfin, les chercheurs ont examiné les isotopes stables de l’oxygène (oxygène-16 et oxygène-18). Lorsque le rapport de ces deux isotopes favorise l’oxygène 16, c’est la signature de précipitations supplémentaires et d’eau douce descendant la rivière.
Étant donné que les coraux sont situés au nord-est de l’Australie, les chercheurs ont voulu comprendre si l’ensemble de l’Australie avait connu des précipitations similaires. En examinant les enregistrements instrumentaux de précipitations à travers l’Australie, les chercheurs ont constaté que l’augmentation des régimes de précipitations ne s’est pas produite de manière uniforme dans toute l’Australie.
« Il n’y a pas vraiment de corrélation avec l’Australie occidentale. C’est trop loin. Mais pour la majeure partie de l’Australie orientale, il existe une corrélation significative. Et c’est là que vivent de nombreuses personnes », a déclaré Dyez. « C’est particulièrement fort dans le Queensland, où se produisent actuellement beaucoup de ces précipitations extrêmes. »
Plus d’information:
La variabilité des précipitations a augmenté avec le réchauffement dans le nord du Queensland, en Australie, au cours des 280 dernières années, Communications Terre et Environnement (2024). DOI : 10.1038/s43247-024-01262-5 , www.nature.com/articles/s43247-024-01262-5