Une équipe de chercheurs européens et de l'EPFL a découvert une faille dans la façon dont les températures océaniques passées ont été estimées jusqu'à présent. Leurs découvertes pourraient signifier que la période actuelle de changement climatique est sans précédent au cours des 100 derniers millions d'années.

Selon la méthodologie largement utilisée par la communauté scientifique, la température des profondeurs océaniques il y a 100 millions d'années était d'environ 15 degrés plus élevée que les lectures actuelles. Cette approche, cependant, est aujourd'hui remis en cause :les températures océaniques sont peut-être en effet restées relativement stables tout au long de cette période, ce qui soulève de sérieuses inquiétudes quant aux niveaux actuels de changement climatique. Telles sont les conclusions d'une étude menée par une équipe de chercheurs français du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Sorbonne Université et Université de Strasbourg, et des chercheurs suisses de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et de l'Université de Lausanne. L'étude vient d'être publiée dans Communication Nature .

« Si nous avons raison, notre étude remet en question des décennies de recherche paléoclimatique, " dit Anders Meibom, directeur du Laboratoire de géochimie biologique de l'EPFL et professeur à l'Université de Lausanne. Meibom est catégorique :« Les océans couvrent 70 % de notre planète. Ils jouent un rôle clé dans le climat de la Terre. Connaître dans quelle mesure leurs températures ont varié au cours des temps géologiques est crucial si nous voulons mieux comprendre comment ils se comportent et pour prédire avec plus de précision les conséquences du changement climatique actuel."

Teneur en oxygène-18

Comment la méthodologie existante peut-elle être si imparfaite ? Les auteurs de l'étude estiment que l'influence de certains processus a été négligée. Depuis plus de 50 ans, la communauté scientifique a basé ses estimations sur ce qu'elle a appris des foraminifères, qui sont les fossiles de minuscules organismes marins trouvés dans des carottes de sédiments prélevées au fond de l'océan. Les foraminifères forment des coquilles calcaires appelées tests dans lesquelles la teneur en oxygène 18 dépend de la température de l'eau dans laquelle ils vivent. L'évolution de la température de l'océan au cours du temps a donc été calculée à partir de la teneur en oxygène 18 des tests de foraminifères fossiles trouvés dans les sédiments. D'après ces mesures, la température de l'océan a baissé de 15 degrés au cours des 100 derniers millions d'années.

Pourtant, toutes ces estimations reposent sur le principe que la teneur en oxygène 18 des tests de foraminifères est restée constante pendant que les fossiles étaient logés dans le sédiment. En effet, jusqu'à maintenant, rien n'indique le contraire :aucun changement n'est visible à l'œil nu ou au microscope. Pour tester leur hypothèse, les auteurs de cette dernière étude ont exposé ces minuscules organismes à des températures élevées dans de l'eau de mer artificielle qui ne contenait que de l'oxygène-18. À l'aide d'un NanoSIMS (spectromètre de masse à ions secondaires à l'échelle nanométrique), un instrument utilisé pour effectuer des analyses chimiques à très petite échelle, ils ont alors observé l'incorporation d'oxygène 18 dans les coquilles calcaires. Les résultats montrent que le niveau d'oxygène 18 présent dans les tests sur les foraminifères peut en effet changer sans laisser de trace visible, remettant ainsi en cause la fiabilité de leur utilisation comme thermomètre :« Ce qui semblait être des fossiles parfaitement conservés ne le sont en fait pas. Cela signifie que les estimations de paléotempérature faites jusqu'à présent sont incorrectes, " dit Sylvain Bernard, chercheur CNRS à l'Institut de Minéralogie de Paris, Physique des matériaux et cosmochimie et auteur principal de l'étude.

Rééquilibrage

Pour l'équipe de chercheurs franco-suisse, plutôt que de montrer une baisse progressive des températures des océans au cours des 100 derniers millions d'années, ces mesures reflètent simplement le changement de la teneur en oxygène 18 dans les tests de foraminifères fossiles. Et ce changement semble être le résultat d'un processus appelé rééquilibrage :lors de la sédimentation, les températures augmentent de 20 à 30°C, provoquant le rééquilibrage des tests de foraminifères avec l'eau environnante. Pendant une dizaine de millions d'années, ce processus a un impact significatif sur les estimations de paléotempérature, en particulier ceux à base de foraminifères qui vivaient dans l'eau froide. Les simulations informatiques menées par les chercheurs suggèrent que les paléotempératures dans les profondeurs océaniques et à la surface de l'océan polaire ont été surestimées.

Pour Meibom, les prochaines étapes sont claires :« Pour revisiter les paléotempératures de l'océan maintenant, nous devons quantifier soigneusement ce rééquilibrage, qui a été négligé pendant trop longtemps. Pour ça, nous devons travailler sur d'autres types d'organismes marins pour bien comprendre ce qui s'est passé dans les sédiments au cours des temps géologiques. » Les auteurs de l'article sont déjà à pied d'œuvre.