Une carte 3D haute résolution de Southern Bank au large de la côte sud du Texas révèle clairement des terrasses, qui sont une réponse caractéristique des récifs coralliens à l'élévation du niveau de la mer. (Image avec l'aimable autorisation de P. Khanna/Rice University) Crédit :P. Khanna/Rice University
Des scientifiques de l'Université Rice et du Texas A&M University-Corpus Christi's Harte Research Institute for Gulf of Mexico Studies ont découvert que le niveau de la mer de la Terre n'augmentait pas régulièrement, mais plutôt de façon brutale, des sursauts ponctués lors de la fonte des glaciers de la planète durant la période de réchauffement climatique à la fin de la dernière glaciation. Les chercheurs ont trouvé des preuves fossiles dans des récifs noyés au large du Texas qui ont montré que le niveau de la mer a augmenté en plusieurs rafales allant de quelques décennies à un siècle.
Les résultats apparaissent aujourd'hui dans Communication Nature .
"Ce que montrent ces récifs fossiles, c'est que la dernière fois que la Terre s'est réchauffée comme aujourd'hui, le niveau de la mer n'a pas augmenté régulièrement, " a déclaré le géologue marin de Rice André Droxler, un co-auteur de l'étude. "Au lieu, le niveau de la mer a monté assez vite, en pause, puis explosa à nouveau dans une autre rafale et ainsi de suite.
"Cela a de profondes implications pour l'étude future de l'élévation du niveau de la mer, " il a dit.
Parce que les scientifiques n'avaient pas auparavant de preuves spécifiques d'une élévation du niveau de la mer à l'échelle d'une décennie, ils n'avaient guère d'autre choix que de présenter les risques d'élévation du niveau de la mer de manière linéaire, format annuel, dit Droxler. Par exemple, le Groupe d'experts international sur l'évolution du climat, la source scientifique faisant autorité sur les impacts du changement climatique induit par l'homme, « a dû simplement prendre la hausse projetée pour un siècle, diviser par 100 et dire, « Nous nous attendons à ce que le niveau de la mer augmente autant par an, '" il a dit.
"Nos résultats offrent la preuve que le niveau de la mer peut ne pas s'élever de manière ordonnée, de façon linéaire, " a déclaré Jeff Nittrouer, géologue côtier et co-auteur de l'étude.
Le navire de recherche du Schmidt Ocean Institute, le Falkor, a cartographié 10 sites de récifs fossiles au large du Texas avec la dernière génération d'échosondeur multifaisceaux, un sonar de pointe qui produit des images 3D haute résolution du fond marin. Crédit :Schmidt Ocean Institute
Étant donné que plus d'un demi-milliard de personnes vivent à quelques mètres du niveau de la mer moderne, il a déclaré que l'élévation ponctuelle du niveau de la mer pose un risque particulier pour les communautés qui ne sont pas préparées à de futures inondations.
"Nous avons observé une élévation constante du niveau de la mer à l'époque contemporaine, " dit Nittrouer. " Cependant, nos résultats montrent que l'élévation du niveau de la mer pourrait être considérablement plus rapide que tout ce qui a déjà été observé, et à cause de cette situation, les communautés côtières doivent être préparées à une inondation potentielle. »
Les preuves de l'étude proviennent d'une croisière de 2012 du navire de recherche du Schmidt Ocean Institute, le Falkor. Pendant la croisière, Droxler, L'auteur principal de l'étude et étudiant diplômé de Rice, Pankaj Khanna, et ses collègues du Harte Research Institute, John Tunnell Jr. et Thomas Shirley, ont utilisé l'échosondeur multifaisceaux de Falkor pour cartographier 10 sites de récifs fossiles au large du Texas. L'échosondeur est un sonar de pointe qui produit des images 3D haute résolution du fond marin.
Les récifs fossiles se trouvent à 30-50 miles au large de Corpus Christi sous environ 195 pieds d'eau. La lumière du soleil ne les atteint pas à cette profondeur, mais parce que les coraux vivent en symbiose avec les algues, ils ont besoin de soleil pour vivre et ne poussent qu'au niveau de la mer ou très près. Sur la base d'études précédentes du littoral du Texas au cours de la dernière période glaciaire ainsi que des dates d'échantillons de fossiles collectés sur les récifs lors d'expéditions précédentes, l'équipe Rice a supposé que les récifs ont commencé à se former environ 19, Il y a 000 ans, lorsque la fonte des calottes glaciaires et des glaciers faisait monter le niveau de la mer dans le monde entier.
"L'évolution et la disparition des récifs coralliens ont été préservées, " a déclaré Khanna. "Leur histoire est écrite dans leur morphologie - les formes et les formes dans lesquelles ils ont grandi. Et le système d'imagerie 3D haute résolution du R/V Falkor nous a permis d'observer ces formes avec des détails extraordinaires pour la première fois."
Tous les sites de l'étude avaient des récifs avec des terrasses. Khanna a déclaré que les terrasses en forme d'escalier sont typiques des structures de récifs coralliens et sont la signature de la montée des mers. Par exemple, comme un récif grandit à la surface de l'océan, il ne peut s'accumuler que si vite. Si le niveau de la mer monte trop vite, il noiera le récif en place, mais si le rythme est légèrement plus lent, le récif peut adopter une stratégie appelée backstepping. Quand un récif recule, le côté océanique du récif brise les vagues entrantes juste assez pour permettre au récif de former une marche verticale.
"Dans notre cas, chacune de ces étapes révèle comment le récif s'est adapté à un coup, rafale ponctuée d'élévation du niveau de la mer, " a déclaré Khanna. " Les terrasses derrière chaque marche sont les parties du récif qui ont grandi et se sont remplies pendant les pauses entre les sursauts. "
Certains sites comptaient jusqu'à six terrasses. Les chercheurs ont déclaré qu'il est important de noter que même si les sites de l'étude sont distants de jusqu'à 75 miles, la profondeur des terrasses alignées sur chaque site. Droxler et Nittrouer ont attribué la découverte à la détermination de Khanna. L'analyse des données de la mission de cartographie a duré plus d'un an, et le temps nécessaire pour répondre aux questions soulevées au cours du processus d'examen par les pairs de la publication était encore plus long.
"C'est ainsi que fonctionne la science, " Droxler a dit. " C'est la première preuve jamais offerte pour l'élévation du niveau de la mer sur une échelle de temps allant de décennies à un siècle, et nos collègues s'attendaient à ce que des preuves à toute épreuve soutiennent cette affirmation."
Nittrouer a déclaré que le scénario d'une élévation ponctuelle du niveau de la mer était un scénario que de nombreux scientifiques avaient soupçonné auparavant.
Une représentation 3-D de Dream Bank, un récif mort depuis longtemps au large du sud du Texas. L'échelle verticale de l'image a été augmentée pour illustrer clairement les structures de terrasse qui se forment en raison de l'élévation du niveau de la mer via un processus connu sous le nom de backstepping. Crédit :P. Khanna/Université Rice
"Les scientifiques ont évoqué la possibilité que la glace continentale puisse se retirer rapidement, " a-t-il dit. " L'idée est que des changements soudains pourraient survenir lorsque les conditions de seuil sont remplies, par exemple, un point de basculement survient où une grande quantité de glace est libérée soudainement dans les océans mondiaux. Une fois fondu, cela ajoute du volume d'eau et élève le niveau mondial de la mer."
Khanna a déclaré qu'il est probable que des preuves fossiles supplémentaires d'une élévation du niveau de la mer ponctuée seront trouvées dans les archives rocheuses sur des sites du monde entier.
« Sur la base de ce que nous avons trouvé, il est possible que l'élévation du niveau de la mer sur des échelles de temps décennales soit un scénario clé dans les futures prévisions climatiques, " il a dit.
