Le ralentissement de la circulation océanique dans l'antiquité indique les risques climatiques futurs !

Une étude de l'Université de Californie à Riverside montre que les épisodes de chaleur extrême survenus dans le passé ont entraîné une diminution des échanges entre les eaux de surface et les eaux profondes des océans. Ce système, souvent décrit comme le "tapis roulant mondial", redistribue la chaleur à l'échelle planétaire, rendant ainsi de vastes zones de la planète habitables.

L'évolution de la circulation océanique mondiale dans le passé et ses implications pour l'avenir

Une étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a utilisé des coquillages fossilisés provenant d'anciens sédiments en eau profonde pour démontrer comment le tapis roulant fonctionnait il y a environ 50 millions d'années. Le climat de cette période ressemble aux conditions prévues pour la fin de ce siècle si les émissions de carbone ne sont pas réduites de manière significative.

Les océans régulent le climat de la Terre en déplaçant l'eau chaude de l'équateur vers les pôles, équilibrant ainsi les températures. Sans cette circulation, les tropiques seraient beaucoup plus chauds et les pôles beaucoup plus froids, ce qui entraînerait de brusques changements climatiques. Les océans éliminent également le dioxyde de carbone anthropique de l'atmosphère. Les océans sont de loin le plus grand réservoir de carbone à la surface de la Terre aujourd'hui, a déclaré Sandra Kirtland Turner, vice-présidente du département des sciences de la terre et des planètes de l'UCR et premier auteur de l'étude.

Aujourd'hui, les océans contiennent près de 40 000 milliards de tonnes de carbone, soit plus de 40 fois la quantité de carbone présente dans l'atmosphère. Les océans absorbent également environ un quart des émissions anthropiques de CO2, a déclaré Kirtland Turner.

Événements hyperthermiques

L'équipe de chercheurs a étudié le début de l'éocène, il y a 49 à 53 millions d'années, lorsque la Terre était beaucoup plus chaude. Pendant les hyperthermies, c'est-à-dire les pics de CO2 et de température, l'océan profond s'est réchauffé de 12°C, avec un réchauffement supplémentaire de 3°C. Bien que la cause exacte des événements hyperthermiques soit débattue et qu'ils se soient produits bien avant l'existence de l'homme, ces événements hyperthermiques sont les meilleurs analogues dont nous disposons pour les changements climatiques à venir, a déclaré Kirtland Turner.

Les chercheurs ont reconstitué les schémas de circulation dans les océans profonds pendant ces hyperthermies en analysant de petites coquilles fossiles de foraminifères, des micro-organismes que l'on trouve dans les océans. En construisant leurs coquilles, les créatures incorporent des éléments provenant des océans, et nous pouvons mesurer les différences dans la chimie de ces coquilles pour reconstituer des informations sur les températures et les schémas de circulation des océans anciens", a déclaré Kirtland Turner.

Les isotopes de carbone présents dans les coquilles indiquent l'âge de l'eau, c'est-à-dire la durée pendant laquelle elle a été isolée de la surface. Cette méthode permet de reconstituer les mouvements de l'eau dans les profondeurs des océans.

Les coquilles de foraminifères reflètent l'activité photosynthétique à proximité, indiquant la présence récente d'eau de surface. La photosynthèse ne se produit qu'à la surface de l'océan, de sorte que l'eau qui a récemment été à la surface a un signal riche en carbone 13 qui se reflète dans les coquilles à mesure que cette eau s'enfonce dans l'océan, a déclaré Kirtland Turner. En revanche, l'eau qui a été isolée de la surface pendant longtemps a accumulé relativement plus de carbone 12 à mesure que les restes des organismes photosynthétiques s'enfoncent et se décomposent. Par conséquent, l'eau plus ancienne contient relativement plus de carbone 12 que l'eau "jeune".

Résultats de l'étude

L'équipe a utilisé des modèles climatiques pour simuler la réaction de l'océan ancien au réchauffement, validant les résultats par des analyses de coquilles de foraminifères. Au cours de l'Éocène, le CO2 atmosphérique était d'environ 1 000 parties par million (ppm), ce qui a contribué aux températures élevées.

Aujourd'hui, l'atmosphère contient environ 425 ppm. Les émissions humaines actuelles de près de 37 milliards de tonnes de CO2 par an pourraient conduire à des conditions similaires à celles du début de l'Éocène d'ici la fin de ce siècle.

Kirtland Turner insiste sur la nécessité de réduire les émissions. Il ne s'agit pas d'une situation de tout ou rien, a-t-il déclaré. En matière d'émissions de carbone, chaque petit changement est important. Même les petites réductions de CO2 sont corrélées avec moins d'impacts, moins de pertes de vies humaines et moins de changements dans le monde naturel.

Référence de l'article :

Sandra Kirtland Turner et al, Sensitivity of ocean circulation to warming during the Early Eocene greenhouse. PNAS 2024. https://doi.org/10.1073/pnas.2311980121