Au cours des 250 derniers millions d’années, les périodes de croissance maximale des récifs coralliens ont coïncidé avec de fortes augmentations de la température de la mer.
Les coraux construisent leur squelette à partir de carbonate de calcium, émettant du dioxyde de carbone comme sous-produit
L'étendue des récifs coralliens dans le monde a joué un rôle clé dans le climat de la Terre au cours des 250 derniers millions d'années – mais pas de la manière que l'on pourrait imaginer.
Les récifs coralliens sont des producteurs nets de dioxyde de carbone, car le gaz à effet de serre est un sous-produit de la formation de carbonate de calcium, qui constitue le squelette des coraux.
Certains types de plancton construisent également des coquilles à partir de carbonate de calcium et, lorsqu'ils meurent, ce minéral est enfoui dans les fonds marins. Lorsque de vastes zones d’environnements marins peu profonds sont recouvertes de coraux, les ions calcium et carbonate qui seraient normalement absorbés par le plancton des grands fonds ne sont plus disponibles.
Tristan Salles de l'Université de Sydney, en Australie, et ses collègues ont modélisé l'interaction entre les coraux des eaux peu profondes et le plancton océanique profond au cours des 250 derniers millions d'années en intégrant des reconstructions de la tectonique des plaques, des simulations climatiques et des changements dans les sédiments se déversant dans la mer.
Ils ont découvert que l’équilibre entre les coraux et le plancton était perturbé lorsque la tectonique des plaques et la géomorphologie conduisaient à des périodes où il existe de vastes zones de plateau continental peu profond, qui constituent l’habitat idéal pour les coraux constructeurs de récifs.
Lorsque les récifs coralliens sont moins étendus, le calcium et l'alcalinité s'accumulent dans l'océan, le plancton devient plus productif et davantage de carbonate est enfoui dans les profondeurs de la mer, ce qui contribue à abaisser les niveaux de CO2 et à faire baisser les températures.
Selon les chercheurs, il y a eu trois périodes majeures au cours desquelles le cycle du carbone a été gravement perturbé au cours des 250 derniers millions d'années. Ces événements, survenus au milieu du Trias, au milieu du Jurassique et à la fin du Crétacé, ont impliqué de vastes récifs coralliens utilisant d'énormes quantités de carbonate de calcium, entraînant une forte augmentation de la température de la mer.
Lorsque l’équilibre entre les récifs coralliens des eaux peu profondes et le plancton des eaux profondes se rompt, explique Salles, cela peut prendre des centaines de milliers, voire des millions d’années, pour rétablir l’équilibre.
« Ainsi, même si le système parvient à se remettre d’une énorme crise, le rééquilibrage se fera sur une très longue période, bien plus longue que les échelles de temps humaines », explique Salles.
Du côté positif, dit Salles, si la prolifération de nutriments planctoniques devient incontrôlable, les coraux sont excellents pour absorber l'excès de nutriments pour construire des récifs coralliens.
Aujourd’hui, les émissions humaines de CO2 provoquent un réchauffement climatique et une acidification des océans à un rythme sans précédent, ce qui tue à la fois les coraux et le plancton, explique Salles. Les conséquences sont inconnues, mais elles pourraient être catastrophiques sur le plan écologique, dit-il.
« Les rétroactions en profondeur que nous avons modélisées ne s’appliquent pas aujourd’hui – le rythme du changement moderne est beaucoup trop rapide pour que les rétroactions des plateformes carbonatées aient une importance comparable. »
Alexander Skeels, de l'Université nationale australienne de Canberra, affirme que l'étude montre qu'il existe un « cycle de rétroaction profondément lié entre la vie et le climat ».
Il dit que les gens pensent souvent que les espèces évoluent et s'adaptent en réponse au climat de la Terre, qui est régi par « des processus physiques et chimiques immuables ».
« Cependant, nous voyons de plus en plus souvent des exemples dans lesquels des espèces biologiques influencent directement le climat lui-même, créant une boucle de rétroaction co-évolutive », explique Skeels. « Non seulement les coraux, mais aussi des colonies microbiennes plus anciennes comme les stromatolites ont joué un rôle clé dans la modulation du carbone atmosphérique.
« Nous savons que le carbone réchauffe notre climat, comme il le fait rapidement aujourd'hui, et les récifs peuvent avoir contribué à ce processus sur des échelles de temps très profondes, expliquant les oscillations d'intervalles chauds et froids. »
