L’oxygène est crucial pour la vie sur Terre, mais la capacité des océans à l’absorber diminue en raison du réchauffement climatique, qui affecte les écosystèmes marins et les activités humaines. Des recherches impliquant des analyses chimiques et morphologiques de fossiles microscopiques trouvés dans les sédiments marins ont montré que lors d’événements passés de changement climatique, comme le PETM, les niveaux d’oxygène de l’océan tropical ont augmenté, ce qui pourrait avoir atténué les extinctions massives dans les couches supérieures de l’océan, contrairement aux attentes d’une oxygène généralisée. épuisement. Crédit : Issues.fr.com
Augmentation des niveaux d’oxygène dans l’océan tropical lors d’un brusque événement de réchauffement climatique dans l’histoire géologique
L’oxygène est essentiel au maintien de la vie sur Terre. L’océan reçoit son oxygène des couches supérieures en contact avec l’atmosphère. Cependant, à mesure que la Terre se réchauffe, la capacité des océans à retenir l’oxygène diminue lentement, ce qui entraîne des impacts importants sur les écosystèmes marins et les activités humaines qui en dépendent. Même si l’on s’attend à ce que ces tendances perdurent, la répartition future de l’oxygène à l’intérieur des océans reste incertaine. En effet, les courants océaniques et la dégradation biologique de la biomasse ont une plus grande influence que la diffusion atmosphérique dans ces régions.
« Les sédiments marins constituent le livre d’histoire de l’océan. En étudiant les intervalles de temps passés au cours desquels les températures ont augmenté rapidement, nous pouvons obtenir des informations précieuses sur la manière dont l’oxygène et la biologie des océans ont réagi aux changements climatiques », a déclaré Simone Moretti, auteur principal d’un article désormais publié dans la revue de recherche. Science.
En utilisant une combinaison de mesures chimiques et morphologiques sur les foraminifères, des fossiles microscopiques préservés dans les sédiments marins pendant des millions d’années, une équipe de chercheurs dirigée par des scientifiques de l’Institut Max Planck de chimie en collaboration avec l’Université de Princeton a reconstruit la réponse de l’oxygénation des océans tropicaux pendant le PETM.
Les isotopes de l’azote et la taille des fossiles révèlent la teneur en oxygène de l’eau de mer
Les isotopes de l’azote préservés dans les foraminifères fossiles ont permis aux scientifiques de suivre les changements passés dans la dénitrification de la colonne d’eau. Ce processus, dans lequel le nitrate est converti en azote moléculaire (N2) par des bactéries, ne se produit que dans les eaux océaniques les plus pauvres en oxygène : les zones déficientes en oxygène. « Nos mesures ont montré que, contrairement à la plupart des attentes, la dénitrification a diminué pendant le PETM, ce qui implique que les zones océaniques pauvres en oxygène se sont contractées pendant cet intervalle de réchauffement climatique brutal », a déclaré Alfredo Martínez-García, chef du laboratoire du MPIC où l’étude a été menée.
De plus, la taille des fossiles de foraminifères s’est avérée être une pièce fondamentale du puzzle. Les modèles qui décrivent le métabolisme des organismes marins permettent de relier leur taille corporelle à la température ambiante et à la teneur en oxygène de l’eau dans laquelle ils vivent. Une réduction de la taille corporelle est une adaptation efficace au réchauffement climatique, car elle permet aux organismes de réduire leur métabolisme. en période de stress.
« De manière remarquable et inattendue, des preuves montrent que les foraminifères planctoniques du Pacifique tropical central ont grossi pendant le réchauffement du PETM, ce qui implique une augmentation de l’oxygène tropical dans les couches supérieures de l’océan », a commenté Curtis Deutsch, professeur de géosciences à l’Université de Princeton, qui a co-écrit cette étude. Les foraminifères planctoniques vivent dans les couches supérieures de l’océan, contrairement à ceux que l’on trouve au fond.
L’augmentation de l’oxygène aurait pu atténuer l’extinction massive dans la couche supérieure de l’océan
La découverte selon laquelle les niveaux d’oxygène dans l’océan tropical ont augmenté plutôt que diminué pendant le réchauffement du PETM fournit également aux chercheurs un indice sur une autre énigme, celle des changements dans la biodiversité marine. Le PETM a été le plus grand événement d’extinction parmi les organismes des océans profonds au cours de l’ère cénozoïque, s’étendant sur les 66 millions d’années écoulées. L’un des nombreux mystères liés au PETM est que, même si cet événement d’extinction à grande échelle s’est déroulé à de plus grandes profondeurs, les organismes vivant dans la partie la plus élevée de l’océan ont été moins touchés.
« L’oxygénation tropicale transitoire révélée par notre étude pourrait avoir contribué à préserver l’habitabilité malgré un stress thermique important », a déclaré Simone Moretti. « Cependant, pendant le PETM, la faune de la surface de l’océan a néanmoins été fortement touchée, et il a fallu plus de cent mille ans pour que ces écosystèmes retrouvent leur état d’origine, une éternité à l’échelle de la civilisation humaine. »
