De vastes étendues de glace de mer ont recouvert les océans du monde au cours de la dernière période glaciaire, qui empêchait l'oxygène de pénétrer dans les eaux profondes de l'océan, compliquant la relation entre l'oxygène et le carbone, une nouvelle étude a trouvé.

"La banquise est effectivement comme une fenêtre fermée pour l'océan, " a déclaré Andreas Schmittner, climatologue à l'Oregon State University et co-auteur de l'article. "La fenêtre fermée empêche l'air frais d'entrer; la glace de mer a agi comme une barrière pour empêcher l'oxygène d'entrer dans l'océan, comme de l'air vicié dans une pièce pleine de monde. Si vous ouvrez la fenêtre, l'oxygène de l'extérieur peut entrer et l'air n'est pas aussi vicié."

Les résultats, publié récemment dans Géosciences de la nature , remettre en question les hypothèses précédentes sur la relation entre l'oxygène et le dioxyde de carbone dans les eaux profondes des océans. Comprendre cette relation donne aux chercheurs des informations importantes sur la façon dont les océans du monde peuvent réagir au changement climatique, dit Schmittner, professeur au College of Earth de l'OSU, Océan, et sciences de l'atmosphère.

L'océan joue un rôle important dans le cycle du carbone; le dioxyde de carbone de l'atmosphère se dissout dans les eaux de surface, où les algues transforment le carbone en matière organique. La respiration de cette matière organique élimine l'oxygène tandis que le carbone s'enfonce dans les profondeurs de l'océan. Le processus de transfert du carbone de la surface de l'océan vers les profondeurs est connu sous le nom de pompe biologique.

Actuellement, l'océan perd de l'oxygène et cette tendance devrait se poursuivre car la solubilité de l'oxygène diminue à mesure que les températures se réchauffent. Cela conduirait les scientifiques à s'attendre à des concentrations d'oxygène plus élevées au cours de la dernière période glaciaire, quand les océans étaient plus froids, Schmittner a dit, mais les sédiments collectés précédemment sous le fond marin montrent des niveaux d'oxygène inférieurs dans l'océan profond au cours de cette période.

Les chercheurs ont déjà émis l'hypothèse que la pompe biologique était plus puissante au cours de la dernière période glaciaire, augmenter la respiration du carbone. Mais cela suppose que l'oxygène de la surface des océans est équilibré avec l'atmosphère, dit Schmittner.

Dans leur nouveau travail, Schmittner et ses collègues, Ellen Cliff et Samar Khatiwala de l'Université d'Oxford, utilisé la modélisation pour étudier les niveaux d'oxygène inférieurs dans l'océan profond.

Ils ont découvert que le déséquilibre jouait un rôle important dans le cycle du carbone. Les concentrations d'oxygène dans les océans profonds ont été réduites parce que les eaux de surface étaient moins équilibrées avec l'atmosphère. Le déséquilibre était le résultat de la vaste banquise principalement sur l'océan Austral, ainsi qu'une plus grande fertilisation en fer de l'atmosphère de l'ère glaciaire, qui était plus poussiéreux, dit Schmittner.

Cela signifie que les niveaux d'oxygène des océans profonds ne sont pas seulement informés par le processus de pompe biologique, mais aussi par la banquise, ou l'absence de, tout comme la qualité de l'air d'une pièce peut changer par l'ouverture ou la fermeture d'une fenêtre, il a dit.

La méthode des chercheurs pour comprendre le rôle de la glace de mer et d'autres processus dans les cycles du carbone et de l'oxygène des océans pourrait également être appliquée à la future modélisation du climat, dit Schmittner.

"Les modèles actuels ne peuvent pas séparer les effets de la pompe biologique sur l'oxygène des océans de la glace de mer ou d'autres influences, ", a-t-il déclaré. "Cela change notre compréhension du processus et les raisons de ces changements."