Les océans anciens sont restés riches en oxygène malgré un réchauffement extrême

• Il y a environ 16 millions d’années, la mer d’Oman contenait plus d’oxygène qu’aujourd’hui, même si le climat terrestre était plus chaud à l’époque.
• Les fortes moussons, les courants océaniques changeants et les connexions entre les mers influencent fortement les niveaux d’oxygène, démontrant que la santé des océans ne dépend pas uniquement de la température.
• À très long terme, les niveaux d’oxygène dans les océans pourraient à nouveau augmenter, même si les conséquences pour la vie marine restent incertaines.

Les océans anciens pourraient contenir des indices sur la future récupération de l’oxygène

Une nouvelle étude suggère que certaines parties des océans pauvres en oxygène pourraient retrouver des niveaux d’oxygène plus élevés au cours des siècles à venir, même si les températures mondiales continuent d’augmenter.

Des scientifiques de l’Université de Southampton (Royaume-Uni) et de l’Université Rutgers (États-Unis) ont analysé le plancton fossilisé conservé dans les sédiments de la mer d’Oman. Leurs résultats montrent que lors d’une période de réchauffement climatique intense, il y a environ 16 millions d’années, les niveaux d’oxygène dans les océans de cette région étaient en réalité plus élevés qu’ils ne le sont aujourd’hui. Un grave appauvrissement en oxygène n’est apparu qu’environ quatre millions d’années plus tard, après que le climat ait commencé à se refroidir.

Pourquoi la mer d’Oman s’est comportée différemment

Les chercheurs ont également découvert que la mer d’Oman, située au large de la côte ouest de l’Inde, suivait un chemin différent de celui d’une région comparable à faible teneur en oxygène dans l’océan Pacifique. Ce contraste souligne l’importance des influences régionales, notamment les forts vents de mousson, les modèles de circulation océanique et les échanges d’eau des mers voisines. Ces facteurs locaux semblent avoir ralenti la perte d’oxygène dans la mer d’Oman.

Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications Terre et Environnement.

La perte d’oxygène est déjà en cours aujourd’hui

« L’oxygène dissous dans nos océans est essentiel au maintien de la vie marine, favorisant une plus grande biodiversité et des écosystèmes plus forts. Cependant, au cours des 50 dernières années, 2% de l’oxygène présent dans les mers du monde entier a été perdu chaque décennie à mesure que les températures mondiales augmentent », explique le co-auteur principal, le Dr Alexandra Auderset de l’Université de Southampton et anciennement de l’Institut Max Planck de chimie de Mayence.

Elle ajoute : « L’optimum climatique du Miocène (MCO), une période il y a environ 17 à 14 millions d’années, avait des températures et des conditions atmosphériques similaires à celles que nous prévoyons après 2100. Nous avons pris un instantané de l’oxygénation de la mer pendant l’OMC pour aider à comprendre comment les choses pourraient évoluer dans cent ans ou plus. »

Le plancton fossile révèle l’histoire à long terme de l’oxygène

Pour reconstruire les anciennes conditions océaniques, l’équipe a étudié le plancton fossilisé microscopique connu sous le nom de foraminifères (forams). Ces fossiles ont été collectés à partir de carottes de sédiments fournies par l’Ocean Drilling Program (ODP). Les signaux chimiques conservés dans les coquilles de ces organismes permettent aux scientifiques d’estimer les niveaux d’oxygène dans l’eau de mer sur des millions d’années.

L’analyse a montré qu’une zone minimale d’oxygène (OMZ) était présente dans la mer d’Oman depuis le début du Miocène, il y a environ 19 millions d’années, jusqu’à il y a environ 12 millions d’années. Pendant cette période, les concentrations d’oxygène sont restées inférieures à environ 100 micromoles par kilogramme d’eau.

Apparition retardée d’une grave carence en oxygène

Malgré ces faibles niveaux d’oxygène, les conditions n’étaient pas suffisamment extrêmes pour déclencher la libération d’azote de l’eau de mer dans l’atmosphère, un processus qui se produit aujourd’hui dans la mer d’Oman. Ce changement ne s’est produit qu’il y a 12 millions d’années, ce qui indique que la perte d’oxygène la plus grave a été retardée.

« Aujourd’hui, certaines parties de la mer d’Oman sont « suboxiques », ne supportant qu’une vie marine limitée en raison d’une oxygénation minimale. Cette même région pendant le MCO, dans des conditions climatiques similaires, était hypoxique – donc une teneur en oxygène relativement modérée, supportant un plus large éventail d’organismes « , explique le Dr Auderset.

Les forces océaniques régionales façonnent les résultats en matière d’oxygène

La co-auteure principale, le Dr Anya Hess de l’Université George Mason et anciennement de l’Université Rutgers et de la Woods Hole Oceanographic Institution, ajoute : « Le MCO est la comparaison la plus proche que nous ayons avec un réchauffement climatique au-delà de 2100 dans un scénario d’émissions élevées.

« La mer d’Oman était également mieux oxygénée au cours du MCO, mais pas autant que le Pacifique, avec une oxygénation modérée et un déclin éventuel en retard d’environ 2 millions d’années sur le Pacifique. »

Pourquoi les futures prévisions océaniques sont si complexes

Le Dr Auderset conclut : « Nos résultats suggèrent que la perte d’oxygène dans les océans, déjà en cours aujourd’hui, est fortement influencée par l’océanographie locale. Les modèles mondiaux qui se concentrent uniquement sur le réchauffement climatique risquent de ne pas capturer les facteurs régionaux susceptibles d’amplifier ou de contrecarrer ces tendances plus générales.

« Nos recherches montrent que la réponse des océans au réchauffement climatique est complexe, ce qui signifie que nous devrons être prêts à nous adapter aux conditions changeantes des océans. »