Le changement climatique est de remodeler le cycle mondial de l'eau, de perturber les schémas des précipitations et de faire une pression croissante sur les villes et les écosystèmes. Certaines régions sont aux prises avec des précipitations et des inondations plus fortes, tandis que d'autres sont confrontés à des sécheresses prolongées qui menacent la santé publique, perturbent les économies et augmentent le risque d'instabilité politique. Dans un exemple récent, une sécheresse de plusieurs années entre 2015 et 2020 a amené Cape Town, en Afrique du Sud, au bord de la fuite de l'eau – un moment des responsables surnommés « Jour Zero ».
Les scientifiques se débattent depuis longtemps si des événements extrêmes comme la crise de l'eau du Cap sont motivés par le changement climatique d'origine humaine ou font partie de la variabilité du climat naturel, certains modèles suggérant que le réchauffement climatique peut en effet jouer un rôle.
« Mais un modèle n'est pas le monde réel », explique Tripti Bhattacharya, professeur agrégé de la famille Thonis au Département de terre et des sciences de l'environnement de l'Université de Syracuse (EES). « Nous avons donc regardé en arrière dans le temps. »
Dans un article récemment publié dans Communications de la natureBhattacharya et une équipe de chercheurs – dirigée par la diplômée de l'EES Claire Rubbelke '25, Ph.D., (et soutenue par les étudiants de premier cycle Lucy Weisbeck de l'Université d'État du New York College of Environmental Science and Forestry ainsi que, dans les travaux antérieurs, Ellen Jorgensen '23) a permis d'ancien Afrique du Sud. Ces molécules contiennent des isotopes d'hydrogène des précipitations qui ont nourri les plantes, fournissant une empreinte chimique des conditions climatiques passées.
L'étude se concentre sur la transition du milieu du Pléistocène, une période de 550 000 ans entre 1,25 et 0,7 million d'années lorsque les cycles glaciaires de la Terre et la composition atmosphérique ont subi des changements majeurs. Les chercheurs ont trouvé des preuves que, pendant cette période, des changements spectaculaires dans la circulation atmosphérique mondiale, y compris les contractions et les extensions de la cellule Hadley massive, qui monte près de l'équateur et coule autour de 30 degrés de latitude – des conditions de mouillage et de séchage produites en Afrique australe. Ces derniers correspondent aux conditions remplies pendant la crise zéro du Cap-Town.
« Nous avons constaté que lorsque le climat a considérablement changé dans le passé, il a produit des changements analogues à la sécheresse du jour zéro », explique Bhattacharya. « Cela suggère que ces types d'événements sont vraiment motivés par le changement climatique mondial. »
Rubbelke dit que les résultats soulèvent de nouvelles questions sur l'avenir. « Une grande question qui me reste est de savoir si ces sécheresses courtes – et la sécheresse du jour zéro était de courte durée – deviendra plus prolongé et finalement une caractéristique permanente du climat régional », dit-elle. « Le fait que les sécheresses passées apparaissent dans le dossier des sédiments suggèrent qu'ils ont persisté pendant de nombreuses années. »
Dans les travaux futurs en tant que chercheur postdoctoral, Rubbelke prévoit de mener des études comparatives sur l'opposé de la côte orientale de l'Afrique pour mieux comprendre les variations des précipitations à travers le continent. Elle espère également explorer comment les schémas de précipitations changeants peuvent avoir façonné une évolution humaine précoce en Afrique australe, qui abrite des sites fossiles clés comme le berceau de l'humanité. Les changements dans la végétation et la disponibilité de l'eau auraient pu influencer lorsque vivait les espèces d'hominines et lesquelles ont survécu.
Au-delà de ses idées scientifiques, la recherche offre une valeur pratique pour le présent. Des régions telles que la Californie, qui partagent le climat méditerranéen d'Afrique du Sud – marqué par des hivers doux et humides et des étés chauds et secs – pouvaient bénéficier d'une compréhension plus profonde de la dynamique de la sécheresse passée. « Les modèles climatiques sont le seul outil que nous avons pour la planification », explique Bhattacharya. « En testant la façon dont ils simulent les événements passés, nous pouvons identifier où ils échouent – et finalement améliorer notre capacité de modélisation pour mieux se préparer pour l'avenir. »
