La concentration de dioxyde de carbone pendant une période intense de chaleur globale peut avoir été aussi faible que la moitié du niveau suggéré précédemment par les scientifiques, selon une nouvelle étude du Dartmouth College.

L'étude a révélé que le dioxyde de carbone pourrait avoir été inférieur à 1000 parties par million, ou ppm, au début de la période éocène de la Terre. Cela va à l'encontre de penser que les niveaux de concentration étaient aussi élevés que 2000 ppm dans le même laps de temps.

Par comparaison, les niveaux actuels de dioxyde de carbone observés à l'observatoire de Mauna Loa de la NOAA sont d'environ 400 ppm.

"Cette recherche fournit des informations importantes sur le passé climatique de la planète et ajoute un chapitre important au livre d'histoire de la Terre, " dit Ying Cui, Boursier postdoctoral Obering au Dartmouth College.

Les chercheurs en climatologie se concentrent sur le début de l'Éocène, une période dite de « super serre », pour mieux comprendre comment la Terre réagit historiquement aux changements de niveaux de dioxyde de carbone, et pour aider à faire de meilleures projections climatiques. L'Arctique et l'Antarctique étaient libres de glace au cours de cette période, les températures étant en moyenne d'environ 10 degrés Celsius plus chaudes qu'aujourd'hui.

Le début de l'Éocène a également été caractérisé par cinq périodes de chaleur extrême - connues sous le nom d'hyperthermie - qui se sont produites il y a entre 52 et 56 millions d'années, lorsque la Terre s'est réchauffée de 2 C à 8 C supplémentaires au-dessus des températures déjà plus élevées.

Bien qu'il n'y ait pas eu de voitures ou de centrales électriques il y a 56 millions d'années, le même carbone riche en isotope carbone 12 a été libéré dans l'atmosphère. Jusqu'à maintenant, les chercheurs se sont demandé d'où venait ce carbone, ce qui a déclenché sa sortie, et dans quelle mesure le dioxyde de carbone était responsable du réchauffement par rapport aux autres gaz à effet de serre.

Impossible d'accéder aux informations sur le dioxyde de carbone provenant de carottes de glace qui ne datent que d'environ 800, 000 ans, l'équipe de recherche a utilisé une nouvelle méthode pour reconstituer les niveaux de dioxyde de carbone associés aux pics de température au début de l'Éocène.

Le résultat de la recherche à Dartmouth a été obtenu en évaluant les concentrations passées de dioxyde de carbone à l'aide d'échantillons de sédiments trouvés dans des sites de forage terrestres et en eaux profondes. Le rapport des isotopes du carbone 12 aux isotopes du carbone 13 dans ces échantillons a aidé l'équipe à déterminer que la source la plus probable du carbone provenait du dégel du pergélisol au cours de la période étudiée.

"Cela change notre compréhension de ce que devrait être la concentration de dioxyde de carbone par rapport à la température mondiale ainsi que la façon dont nous devrions revoir les modèles climatiques afin de mieux projeter le changement climatique futur, " dit Cui.

Alors que la recherche de Dartmouth, publié dans la revue Lettres des sciences de la Terre et des planètes , constate que le carbone a probablement été libéré par le dégel du pergélisol, on se demande toujours ce qui a déclenché le réchauffement qui a causé la libération de carbone supplémentaire dans l'atmosphère. Des recherches distinctes soulignent les rôles de l'activité volcanique extrême et de la vapeur d'eau au cours des premières périodes de réchauffement de la Terre.

"Le défi est de reconstruire ce qu'est la concentration passée de dioxyde de carbone et d'utiliser ces proxys géochimiques du mieux que nous pouvons - essentiellement, comment interpréter au mieux ces enregistrements à l'aide d'archives géologiques, " dit Cui.

Bien que se concentrant sur une période qui remonte à plus de 50 millions d'années, Cui dit que la recherche est directement liée aux efforts pour comprendre la tendance actuelle au réchauffement de la Terre, et de projeter comment les activités humaines et d'autres dynamiques naturelles pourraient avoir un impact sur le réchauffement futur.

« Le passé géologique peut fournir un aperçu utile de notre compréhension des changements environnementaux actuels et futurs, " a déclaré Cui. " Les décideurs, les économistes et autres personnes qui étudient les projections sur la température peuvent utiliser ces informations pour voir comment les écosystèmes se rétablissent après un changement rapide du climat et les utiliser comme leçons pour l'avenir. »

L'équipe de recherche espère utiliser la nouvelle technique pour élargir la compréhension du rôle du dioxyde de carbone pour une plus longue période de l'histoire de la Terre.