Une équipe de recherche internationale étudiant des coquilles d'huîtres fossilisées a révélé une variation annuelle substantielle de température de l'eau de mer au début du Crétacé. La découverte renverse l'hypothèse selon laquelle les périodes de serre de la Terre sont marquées par des températures universellement plus chaudes et uniformément stables.
Les chercheurs ont utilisé des fossiles à la coquille Oyster de l'océan Neo-Tethys ainsi que des modèles climatiques à haute résolution pour reconstruire les fluctuations saisonnières des températures de la surface de la mer pendant la période de terre en serre du stade du Valanginien du Crétacé précoce, qui a duré de 139,8 à 132,9 millions d'années.
L'équipe était dirigée par le professeur Ding Lin de l'Institut de recherche du plateau tibétain à l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec des chercheurs du Senckenberg Biodiversity and Climate Research Center en Allemagne, de l'Université de Bristol au Royaume-Uni et de l'Université d'Antananarivo à Madagascar.
Bien que la vision traditionnelle des climats de serre soutient «la saisonnalité faible et l'activité glaciaire rare», cette étude remet en question cette perspective en révélant des variations de température saisonnières importantes et des événements de fusion glaciaire périodiques. Les résultats sont publiés dans la revue Avancées scientifiques.
« Les organismes d'accrétion comme les huîtres agissent comme des ponts spatio-temporels entre les sphères de la Terre, enregistrant méticuleusement l'interaction entre les rythmes climatiques et les changements écologiques. Ils nous inspirent à rechercher l'avenir de notre civilisation dans les profondeurs du temps profond », a déclaré le professeur Ding, auteur correspondant de l'étude.
Semblables aux anneaux d'arbres, les coquilles d'organismes accrétionnaires tels que les huîtres développent chaque année des bandes de croissance de lumière et de croissance sombre. En été, la croissance rapide à des températures plus chaudes entraîne des «bandes légères» poreuses, tandis que la croissance plus lente et plus dense en hiver crée des «bandes sombres». S'appuyant sur ce principe, les chercheurs ont lancé une méthode en 2014 qui a utilisé des signaux isotopiques de saison d'oxygène dans les coquilles d'ostracod pour recalibrer la paléoaltimétrie, révélant que les montagnes gangdeennes sont antérieures à l'Himalaya.
Les chercheurs ont identifié avec précision les bandes de croissance dans de grandes coquilles d'huîtres de rastellum et ont mené des micro-échantillonnages à haute résolution. Grâce à des analyses pétrographiques (y compris à la microscopie électronique à balayage et à la microscopie à cathodoluminescence) et aux tests géochimiques (tels que ceux analysant les isotopes du strontium, le manganèse et la teneur en fer), ils ont confirmé la préservation vierge des coquilles, exempte d'altération digénétique et extrait des signaux de climat saisonnière à haute résolution.
En utilisant le modèle climatique mondial HADCM3, les chercheurs ont simulé des températures de surface de la mer, l'eau de mer δ18O, et la salinité sous différents CO2 Niveaux pour valider les données obtenues à partir du thermomètre isotopique aggloméré carbonaté.
Les résultats ont montré que pendant la phase de refroidissement de l'événement Weissert, les températures de la mer hivernale à la latitude à mi-latitude dans l'hémisphère sud étaient 10 à 15 ° C inférieures aux températures estivales – similaires aux variations saisonnières modernes aux latitudes comparables. Fluctuations de l'eau de mer δ18O a indiqué un afflux saisonnier d'eau douce de la fonte glaciaire, semblable à la dynamique de la calotte glaciaire contemporaine du Groenland.
Bien que le réchauffement climatique actuel soit souvent simplifié comme une simple «augmentation des températures», cette étude souligne la non-linéarité et la complexité du système climatique de la Terre. Des concentrations élevées de gaz à effet de serre peuvent amplifier les extrêmes saisonniers plutôt que de conduire à un réchauffement uniforme. L'équipe émet l'hypothèse que les impulsions glaciaires valangins ont été motivées par les commentaires du volcanisme de Paraná-Etendeka et des cycles orbitaux.
« Même dans le monde du réchauffement d'aujourd'hui, les événements géologiques régionaux couplés à des activités humaines pourraient déclencher un refroidissement inattendu », a noté le co-correspondant auteur, le Dr Wang Tianyang.
Cette étude s'appuie sur les travaux antérieurs de l'équipe sur l'évolution de la calotte glaciaire continentale, qui a estimé que le volume de glace valanginien a atteint la moitié de la calotte glaciaire antarctique d'aujourd'hui (environ 16,5 millions de km³). Les nouvelles découvertes approfondissent la compréhension de la dynamique du climat de serre et des interactions terre-océan.
« Cette recherche ouvre une nouvelle fenêtre sur le climat ancien de la Terre, brisant le récit monolithique de la stabilité de la serre pour révéler les rythmes saisonniers cachés de la planète et les échos glacés », a fait remarquer le co-auteur du professeur Andreas du Senckenberg Biodiversity and Climate Research Center.
