La poussière du plateau sec de Puna dans le nord-ouest de l’Argentine était une source importante de fer pour le Pacifique Sud pauvre en nutriments au cours des deux derniers cycles glaciaires, en particulier au début de ces cycles. C’est la principale conclusion d’une étude présentée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences revue par une équipe de chercheurs dirigée par le géochimiste Dr. Torben Struve de l’Université d’Oldenburg.
Selon la théorie de l’équipe, la circulation du courant-jet – de puissants courants d’air circulant d’ouest en est à plusieurs kilomètres d’altitude – a capté les fines particules minérales du côté est des Andes et les a transportées presque tout autour du continent antarctique. jusqu’au Pacifique Sud-Est. En utilisant une carotte de sédiments du fond marin comme archive climatique, les chercheurs ont pu reconstituer les contributions de diverses sources de poussière situées sur les continents environnants.
La poussière atmosphérique est un élément clé du système climatique. D’une part, les fines particules de poussière influencent le bilan énergétique de la Terre, car elles réfléchissent la lumière solaire entrante à haute altitude, ce qui a un effet de refroidissement. D’autre part, les particules minérales peuvent transporter des nutriments tels que le fer et le manganèse vers des zones océaniques éloignées où elles stimulent la croissance des algues.
Lorsque les algues meurent et coulent dans les profondeurs de l’océan, elles éliminent le dioxyde de carbone de l’atmosphère, ce qui a également un effet de refroidissement. Ces mécanismes peuvent être particulièrement efficaces dans l’océan Austral subpolaire éloigné et pauvre en fer, de sorte que les changements dans le cycle de la poussière de l’hémisphère sud se voient attribuer un rôle important dans l’alternance naturelle entre les périodes glaciaires froides et interglaciaires chaudes dans le passé. Par conséquent, les sources et les voies de transport des poussières font l’objet de recherches intensives depuis un certain temps déjà.
La poussière d’Amérique du Sud a dominé tout au long de la période d’étude
L’équipe de Struve a analysé une carotte de sédiments du fond marin du Pacifique Sud subpolaire dans lequel les dépôts remontent à 260 000 ans, couvrant ainsi deux cycles glaciaires. Grâce à l’empreinte géochimique de la fraction de poussière dans la carotte, les chercheurs ont pu déterminer la proportion de particules d’Amérique du Sud, d’Afrique du Sud, d’Australie et de Nouvelle-Zélande dans les différentes phases des deux cycles glaciaires.
« Nous avons été surpris de constater que la poussière d’Amérique du Sud dominait tout au long de la période d’étude, même si elle devait parcourir une très longue distance entre la source et notre site d’échantillonnage », explique Struve, auteur principal de l’article.
D’après l’analyse, jusqu’à deux tiers des particules en provenaient, et cette proportion était particulièrement élevée au début des cycles glaciaires. Les masses terrestres situées plus près du site d’échantillonnage, comme l’Australie et la Nouvelle-Zélande, n’ont contribué qu’à un peu plus de la moitié de la poussière déposée, et sur des périodes de temps relativement courtes. Leurs contributions ont particulièrement augmenté vers la fin des périodes glaciaires, lorsque les températures mondiales ont recommencé à augmenter.
Les chercheurs concluent à partir de ces données que la poussière sud-américaine a été émise depuis les régions sources de haute altitude des Andes orientales dans le courant-jet et a voyagé autour de l’Antarctique dans les niveaux supérieurs de l’atmosphère. En revanche, les particules de poussière des régions sources à basse altitude en Australie et en Nouvelle-Zélande ont été éliminées plus rapidement de l’atmosphère par la pluie, de sorte qu’elles ont rarement atteint de telles hauteurs pour le transport sur de longues distances.
L’étude a montré que la majeure partie de la poussière sud-américaine provenait de régions des Andes couvrant le nord-ouest de l’actuelle Argentine et le sud de la Bolivie et situées à des altitudes allant jusqu’à 5 000 mètres. Cette zone comprend des parties du plateau Puna-Altiplano et des hautes vallées sèches des Andes centrales. Jusqu’à présent, cependant, il a reçu peu d’attention de la part des chercheurs en tant que source potentielle de fer pour l’océan Austral. L’équipe rapporte que la poussière provenant de cette région contenait des proportions plus élevées de fer biodisponible pendant les périodes glaciaires, probablement en raison de l’activité glaciaire accrue dans les régions sources.
La production de poussière de toutes les sources a augmenté pendant les périodes glaciaires
L’étude conclut que la production de poussière de toutes les sources a augmenté au cours des périodes glaciaires par rapport aux périodes interglaciaires plus chaudes, avec pour résultat que l’apport de fer provenant de la poussière a augmenté d’un facteur de trois à six – une découverte qui confirme des études antérieures selon lesquelles il était plus sec et vraisemblablement aussi plus venteux dans les climats plus frais que dans les périodes chaudes. L’équipe a également trouvé des preuves dans les données que les vents d’ouest qui prévalent autour de l’Antarctique se sont déplacés vers le sud ou ont ralenti à la fin des périodes glaciaires et pendant les périodes interglaciaires chaudes.
Ces découvertes pourraient contribuer à une meilleure compréhension de l’alternance entre les périodes glaciaires et interglaciaires dans l’hémisphère sud, note Struve. « La façon exacte dont la fertilisation naturelle en fer dans l’océan Austral a amplifié ces changements climatiques n’est pas encore entièrement comprise », ajoute le géochimiste, mais il souligne que les nouvelles données offrent des informations précieuses et peuvent être incorporées dans les modèles actuels du système terrestre, qui à leur tour fourniraient une image plus détaillée des processus impliqués.
Cependant, la question de savoir s’il est logique de fertiliser artificiellement les zones océaniques pauvres en nutriments avec du fer pour réduire le taux actuel de changement climatique ne peut pas être résolue avec cette étude, note Struve. « Je serais très prudent à ce sujet – pour obtenir un effet significatif, il faudrait approvisionner les zones océaniques éloignées en fer biodisponible sur de longues périodes et à grande échelle. Cela ne semble guère faisable. »
Plus d’information:
Torben Struve et al, Changements systématiques dans le transport de poussière circumpolaire vers l’océan Pacifique subantarctique au cours des deux derniers cycles glaciaires, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2206085119
Fourni par l’Université d’Oldenbourg