Les chercheurs de l’UC Riverside affirment avoir identifié une lacune critique dans la façon dont les scientifiques comprennent depuis longtemps le système de recyclage du carbone sur Terre. En comblant cette pièce manquante, ils pensent désormais que les périodes de réchauffement climatique peuvent aller trop loin dans la direction opposée, ouvrant potentiellement la voie à une ère glaciaire.
Pendant des décennies, les scientifiques ont pensé que le climat de la Terre était régulé par un processus naturel lent mais fiable entraîné par l’altération des roches. Ce mécanisme était considéré comme une force stabilisatrice qui empêchait les températures de dériver trop loin dans les deux sens.
Comment l’altération des roches aide à réguler le climat
Au cours de ce processus, la pluie absorbe le dioxyde de carbone de l’atmosphère et tombe ensuite sur les surfaces terrestres exposées. Au fur et à mesure que l’eau interagit avec les roches, en particulier les roches silicatées comme le granit, elle les décompose progressivement. Les matières dissoutes, ainsi que le CO capturé2est transporté dans les océans.
Une fois sur place, le carbone se combine au calcium libéré par les roches pour former des coquilles et des récifs calcaires. Ces matériaux se déposent au fond des océans, emprisonnant le carbone pendant des centaines de millions d’années et réduisant lentement la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
« À mesure que la planète se réchauffe, les roches se détériorent plus rapidement et absorbent davantage de CO.2refroidissant à nouveau la planète », a déclaré Andy Ridgwell, géologue à l’UC Riverside et co-auteur de l’étude publiée dans Science.
Pourquoi les périodes glaciaires antiques étaient si extrêmes
Les archives géologiques racontent cependant une histoire plus dramatique. Les preuves montrent que certaines des premières périodes glaciaires de la Terre ont été si graves que la glace et la neige ont recouvert presque toute la planète. Selon les chercheurs, ce niveau de gel ne peut pas s’expliquer par un système climatique qui s’ajuste tout seul.
Cette prise de conscience a conduit l’équipe à rechercher un processus supplémentaire qui pourrait pousser le climat au-delà de l’équilibre doux et jusqu’aux extrêmes.
Le rôle des océans, des nutriments et du plancton
Le facteur nouvellement identifié concerne la manière dont le carbone est enfoui dans l’océan. Comme le CO atmosphérique2 Lorsque l’eau augmente et que les températures augmentent, les précipitations transportent de plus grandes quantités de nutriments tels que le phosphore dans la mer. Ces nutriments stimulent la croissance du plancton, des organismes microscopiques qui absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse.
Lorsque le plancton meurt, il coule au fond de l’océan, emportant avec lui le carbone qu’il a capturé. Ce processus élimine le carbone de l’atmosphère et le stocke dans les sédiments océaniques.
Cependant, dans des conditions plus chaudes, ce système change. La croissance accrue du plancton peut réduire les niveaux d’oxygène dans l’océan. Avec moins d’oxygène disponible, le phosphore est plus susceptible d’être rejeté dans l’eau au lieu d’être enfoui de façon permanente. Ce phosphore recyclé alimente encore plus la croissance du plancton, dont la décomposition épuise encore davantage l’oxygène et maintient la circulation des nutriments.
À mesure que cette boucle se poursuit, d’énormes quantités de carbone sont enfouies et les températures mondiales commencent à baisser.
Un système climatique qui peut dépasser ses limites
Plutôt que de stabiliser doucement la température de la Terre, cette rétroaction peut entraîner un refroidissement bien au-delà de son point de départ initial. Dans les simulations informatiques de l’équipe, l’effet était suffisamment puissant pour déclencher une période glaciaire.
Ridgwell compare le processus à un système de refroidissement domestique qui travaille trop dur.
« En été, vous réglez votre thermostat autour de 78°F. À mesure que la température de l’air extérieur augmente pendant la journée, la climatisation élimine l’excès de chaleur à l’intérieur jusqu’à ce que la température ambiante descende à 78°F, puis s’arrête », a déclaré Ridgwell.
En utilisant cette analogie, il explique que le contrôle climatique de la Terre n’est pas rompu. Au lieu de cela, il peut réagir de manière inégale, comme si le thermostat n’était pas placé à proximité du climatiseur.
Pourquoi l’avenir pourrait être différent
Selon l’étude, les niveaux plus faibles d’oxygène dans l’ancienne atmosphère terrestre ont rendu ce contrôle climatique beaucoup moins stable, ce qui contribue à expliquer la gravité des premières périodes glaciaires. Aujourd’hui, les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère sont beaucoup plus élevés.
Alors que l’activité humaine continue d’ajouter du CO2 à l’atmosphère, la planète devrait continuer à se réchauffer à court terme. Le modèle des chercheurs suggère qu’un rebond de refroidissement finira par suivre. Cependant, ce futur refroidissement sera probablement moins extrême car des niveaux d’oxygène plus élevés réduisent l’intensité de la rétroaction des nutriments dans les océans.
« C’est comme placer le thermostat plus près de l’unité de climatisation », a ajouté Ridgwell. Néanmoins, l’effet pourrait être suffisant pour avancer le début de la prochaine période glaciaire.
Pourquoi l’action climatique est toujours importante aujourd’hui
« En fin de compte, est-ce vraiment important si le début de la prochaine période glaciaire se situe dans 50, 100 ou 200 000 ans dans le futur ? » se demanda Ridgwell. « Nous devons maintenant nous concentrer sur la limitation du réchauffement actuel. Le fait que la Terre finisse par se refroidir, même de manière bancale, ne se produira pas assez rapidement pour nous aider au cours de cette vie. »