L'illustration identifie l'Atlantique Nord à haute latitude comme un important puits de CO2 (les zones violettes sont les puits les plus efficaces, tandis que les rouges sont des sources de CO2 dans l'océan moderne). L'étoile blanche indique l'emplacement de la carotte sédimentaire étudiée. La carte a été générée à l'aide des données de Takahashi et al. Crédit :M. Ezat
La mer de Norvège a agi comme source de CO2 dans le passé. Il a pompé le gaz à effet de serre dans l'atmosphère au lieu de l'absorber, comme il le fait aujourd'hui.
Dans le même temps, le pH des eaux de surface de ces océans a diminué, les rendant plus acides. Ces deux résultats impliquent des changements dans la circulation océanique et la productivité primaire en raison des changements climatiques naturels de l'époque. Les résultats ont été récemment publiés dans Communication Nature .
Les océans ont changé de fonction
Aujourd'hui, les mers arctiques et nordiques froides sont des zones particulièrement efficaces pour l'absorption du CO2 de l'atmosphère. Les océans sont capables d'atténuer une partie de l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre résultant des activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles, en absorbant environ 40 pour cent du CO2 émis
"Nos recherches montrent que des zones de la mer de Norvège ont changé de fonction à plusieurs reprises au cours des 135 000 dernières années :au lieu d'absorber le CO2 de l'air, ils y ont libéré plus de gaz à effet de serre. " déclare le premier auteur de l'étude Mohamed Ezat du Center of Arctic Gas Hydrate, Environnement et Climat (CAGE), Département de géosciences de l'UiT L'Université de l'Arctique de Norvège.
Première étude du genre dans les mers nordiques
Les carottes de glace de l'Antarctique montrent que la quantité de CO2 atmosphérique variait au rythme du changement climatique des périodes glaciaires et interglaciaires du passé.
"Nous avons toujours pensé que les océans jouaient un rôle majeur dans ces changements, car il s'agit du plus grand réservoir de CO2 actif sur cette échelle de temps. Mais on ne sait toujours pas comment et où dans l'océan le CO2 a été stocké et rejeté, " dit Ezat.
Ezat et ses collègues ont mesuré la composition isotopique du bore des coquilles fossiles d'habitations proches de la surface, organismes unicellulaires appelés foraminifères. Ceux-ci ont été prélevés dans une carotte de sédiments marins, un enregistrement de l'environnement de la mer de Norvège couvrant 135 000 ans. Cette période comprend deux périodes interglaciaires chaudes, et une période glaciaire de longue durée caractérisée par de brusques changements climatiques.
Les microfossiles d'organismes unicellulaires enregistrent les changements environnementaux du temps dans leurs coquilles. Crédit :Erik Thomsen et Tine Rasmussen.
"Nous avons vu qu'à la fin de plusieurs des périodes de refroidissement sévères dans la région, les événements dits de Heinrich, l'océan est devenu plus acide et a ensuite libéré du CO2 dans l'atmosphère. Ces épisodes de pompage de CO2 depuis les mers nordiques coïncident avec des périodes d'augmentation du CO2 atmosphérique", explique Ezat.
Mesurer le pH sur des milliers d'années
"Les variations des isotopes du bore peuvent nous renseigner sur l'évolution du pH de l'eau de mer au fil du temps et nous donner à leur tour des informations sur la concentration de CO2 dans l'eau de mer. " explique le professeur co-auteur Tine L. Rasmussen, aussi de CAGE.
Ce faisant, les scientifiques ont pu reconstituer le pH et le CO2 des océans de surface en mer de Norvège en relation avec les variations climatiques passées, quand il faisait plus chaud ou plus froid qu'aujourd'hui. Ezat et ses collègues ont également essayé de comprendre pourquoi l'échange de CO2 air-mer s'est inversé dans la mer de Norvège pendant ces périodes.
« Nous avons constaté que les changements dans la productivité primaire, apport de matière organique terrestre, et la formation des eaux profondes dans les mers nordiques, tous ont contribué au rejet de CO2 de l'océan, " dit Rasmussen
Jamais aussi acide qu'aujourd'hui
L'étude montre que ces mers avaient un pH plus bas lors des épisodes de dégagement de CO2. Cela ne peut cependant pas être comparé à l'ampleur de l'acidification des océans que nous voyons se produire aujourd'hui.
"Les résultats de notre étude montrent en fait que le pH de la surface de la mer au cours des 135 000 dernières années n'a jamais été aussi bas qu'aujourd'hui dans notre zone d'étude. Ce n'est pas un résultat inattendu. Il est similaire aux études précédentes menées dans d'autres zones océaniques. Il ajoute cependant un faisceau de preuves à l'hypothèse que l'activité humaine affecte profondément la chimie de nos océans, " dit Ezat.
Les scientifiques espèrent que les résultats contribueront à une meilleure compréhension des interactions complexes entre l'océan et l'atmosphère.
"En général, plus nous en apprenons sur les changements passés du système climatique de la Terre, plus nous espérons pouvoir prédire l'avenir avec précision, " dit Ezat.
