Le climat de la Terre a fluctué entre les périodes froides et chaudes pendant des millions d'années. Pendant les soi-disant «interglaciaires tièdes» – massacre entre 800 000 et 430 000 ans2 Les concentrations n'étaient que d'environ 240 à 260 ppm (parties par million, c'est-à-dire des molécules par 1 million de molécules d'air). Les interglaciaires ultérieurs ont atteint des valeurs de 280 à 300 ppm.
En comparaison, la concentration d'aujourd'hui a déjà dépassé 420 ppm en raison des émissions humaines. Pourquoi ces périodes chaudes antérieures étaient plus froides sont restées floues jusqu'à présent. Une nouvelle étude publiée dans Communications de la nature Maintenant met en évidence l'océan sud, l'océan entourant le pôle Sud, comme facteur décisif.
« Nos données montrent pour la première fois qu'une stratification plus forte de l'océan Austral a été cruciale pour les interglaciaires relativement cool avant l'événement Mid-Brunhes », explique le Dr Huang Huang, auteur principal de l'étude. Il a terminé son doctorat. à Geomar en 2019 et travaille maintenant au Laboratoire Laoshan de Qingdao (Chine).
L'événement Mid-Brunhes fait référence à un changement climatique important qui s'est produit il y a environ 430 000 ans. Après cet événement, les périodes interglaciaires sont devenues plus chaudes, plus longues et avaient un CO plus élevé2 niveaux dans l'atmosphère. « Avec notre nouvelle approche méthodologique, nous avons même pu détecter des variations à court terme dans l'océan – nous fournissant avec une vision beaucoup plus détaillée de la dynamique de l'océan sud. »
Un aperçu du passé avec une technologie laser innovante
Pour répondre à leur question de recherche, l'équipe a analysé une croûte ferromanganaise recueillie sur la marge continentale antarctique à une profondeur d'environ 1 600 mètres. Ces croûtes se développent extrêmement lentement et enregistrent la signature chimique de l'eau de mer pendant des centaines de milliers d'années.
En utilisant une nouvelle technique basée sur le laser – connue sous le nom de technique d'ablation laser 2D, dans laquelle de minuscules échantillons de matériel sont précisément vaporisés puis analysés – les chercheurs ont étudié la composition isotopique du plomb conservé dans la croûte. Les isotopes de plomb révèlent à quel point les couches d'eau dans l'océan ont été mélangées dans le passé. Une nouvelle méthode permet également une datation absolue des couches du même échantillon de croûte. De cette façon, les changements climatiques passés peuvent être reconstruits à une résolution temporelle très élevée.
« Cette nouvelle méthode laser ouvre de nouvelles possibilités de reconstruction climatique », explique le Dr Jan Fietzke, physicien et chef du LA-ICP-MS (ablation laser à couplage inductif de spectrométrie de masse plasma) à Geomar. « Il nous permet de mieux comprendre le rôle de l'océan austral dans le cycle mondial du carbone, qui est également pertinent pour prédire les développements climatiques futurs. »
Stratification plus forte: les processus océaniques déterminent le climat
Les données montrent que pendant les interglaciaires tièdes, l'océan Austral était plus fortement stratifié – les couches d'eau supérieure et inférieure sont moins mélangées. Cela signifiait que plus de carbone restait stocké dans l'océan profond au lieu d'atteindre l'atmosphère. Moins d'atmosphérique Co2 À son tour, a conduit à un effet de serre plus faible, à des températures antarctiques plus fraîches et probablement aussi à une calotte glaciaire antarctique plus grande.
Les résultats mettent en évidence le rôle crucial des changements océaniques dans la sensibilité du système climatique de la Terre.
