Les scientifiques travaillent à apporter un nouvel éclairage sur un mystère climatique durable – qui, s'il est résolu, pourrait les aider à faire des prédictions plus précises sur l'avenir de la planète.
Dans une nouvelle étude, les données des noyaux de glace recueillies en Groenland, en Antarctique et diverses montagnes tropicales ont été comparées aux simulations de modèles climatiques faites de l'Holocène, une ère géologique qui a commencé il y a environ 11 700 ans.
L'étude est publiée dans la revue Communications Earth & Environment.
Les données naturelles et les simulations climatiques de cette époque, en particulier pour la température moyenne de la Terre, ont été troublées en contradiction les unes avec les autres, notamment dans les montagnes tropicales.
Les écarts dans la tendance à long terme entre les prédictions du modèle et les enregistrements de proxy naturels ont conduit les chercheurs à appeler cette inadéquation de l'énigme de la température de l'Holocène.
Désormais, en utilisant des données d'isotopes d'oxygène des noyaux de glace, les chercheurs ont constaté que les données de base de glace et les modèles informatiques de l'Holocène correspondent lors de l'analyse des régions polaires comme le Groenland et l'Antarctique. Cependant, ce n'est pas le cas pour les montagnes tropicales de la Terre, a déclaré Yuntao Bao, auteur principal de l'étude et un érudit postdoctoral en géographie à l'Ohio State University.
« Les modèles climatiques actuels postulent que la planète a connu une augmentation précoce et régulière du réchauffement dans tout l'Holocène, mais la plupart des échantillons du paléoclimat suggèrent que plus tard dans la Terre de l'Holocène, a connu une période de refroidissement mondiale », a déclaré Bao.
L'équipe a constaté que les données sur les noyaus de glace des montagnes tropicales comme le Kilimandjaro en Tanzanie et Huascarán au Pérou suggèrent un refroidissement possible de 0,8 à 1,8 degrés Celsius, tandis que les modèles suggèrent un réchauffement prolongé de 1,5 degrés.
Ces variations climatiques ont été motivées par le forçage orbital ou les changements dans l'orbite terrestre-dimanche qui influencent le climat mondial. Cependant, l'inadéquation des données du modèle sur les montagnes tropicales présente un défi pour les chercheurs pour expliquer les causes sous-jacentes des rapports isotopiques d'oxygène de montagne tropicaux et les changements de température associés pendant l'Holocène.
Les simulations climatiques ont également tendance à ignorer les facteurs importants, tels que la végétation et l'utilisation des terres, qui auraient pu influencer les températures de l'Holocène, a déclaré Bao.
« Tous les modèles ont différents types d'incertitudes », a-t-il déclaré. « Mais en utilisant des données isotopiques de base de glace comme guide, nous pouvons trouver un meilleur moyen d'évaluer à quel point nos modèles climatiques sont bons ou mauvais. »
Le type de simulation utilisé par les chercheurs pour aborder l'énigme est appelé le modèle du système de terre communautaire, un système qui intègre des détails mondiaux tels que l'atmosphère, l'océan, la terre et le ruissellement des rivières pour construire des projections climatiques passées et futures précises.
Bien que les scientifiques ne soient toujours pas clairs sur les raisons pour lesquelles le modèle ne parvient pas à expliquer les mécanismes derrière ces écarts sur les zones de montagne tropicales, l'étude note qu'aucun facteur, tel que les fluctuations mondiales de la température ou les fortes précipitations, ne pourrait effectivement expliquer ces modèles de l'ère holocène.
Pourtant, faire des efforts pour comprendre ces problèmes en vaut la peine pour améliorer les futures interprétations du Paléoclimat, a déclaré Lonnie Thompson, co-auteur de l'étude et professeur de sciences de la Terre à l'Ohio State.
« Ce type d'étude est extrêmement important car nous examinons à la fois les lacunes des données et des modèles », a-t-il déclaré. « Le monde naturel est très complexe, donc lorsque vous essayez de capturer cela et de le mettre dans un modèle, c'est un gros travail. »
La plupart des modèles climatiques qui ne tiennent pas compte de rétroactions comme l'utilisation des terres, la végétation, la poussière et les émissions volcaniques ne sont pas aussi précises pour prédire le monde naturel, a déclaré Thompson. D'un autre côté, les données proxy collectées à partir de noyaux de glace sont parmi les types les plus reproductibles de preuves climatiques d'un siècle à l'autre, alors les paléoclimatologues les considèrent comme des narrateurs fiables de l'histoire complexe de la Terre.
« Si la technologie ne peut pas capturer ces variabilités naturelles très subtiles, alors elle soulève de grandes questions sur ce que dit sa production pour l'avenir », a déclaré Thompson.
L'étude conclut en appelant à la communauté paléoclimatique pour aider à affiner les modèles climatiques mondiaux et à renforcer les projections climatiques futures, en particulier à une époque où la Terre subit des pertes de biodiversité rapides.
« De grandes percées dans la science vont se présenter aux limites de la collaboration », a déclaré Thompson. « Nous pouvons travailler ensemble pour résoudre ces problèmes. »
Les co-auteurs incluent Zhengyu Liu et Ellen Mosley-Thompson de l'Ohio State, ainsi que Lingfeng Wan de l'Université Ocean de Chine et Jiuyou Lu du Laboratoire Laoshan en Chine.
