Diane Thompson (à gauche), Roberto Pépolas (au centre) et Alexander Tudhope (à droite) utilisent une perceuse hydraulique pour prélever une carotte d'une tête de corail Porites lobata près de Wolf Island aux Galápagos. Crédit :Jenifer Suarez, avec l'aimable autorisation du laboratoire Cole.
L'océan autour des îles Galápagos se réchauffe depuis les années 1970, selon une nouvelle analyse des archives de températures naturelles stockées dans les récifs coralliens.
La découverte a surpris l'équipe de recherche dirigée par l'Université de l'Arizona, parce que les rares enregistrements instrumentaux de la température de surface de la mer pour cette partie de l'océan Pacifique tropical oriental n'ont pas montré de réchauffement.
"Les gens ne savaient pas que les Galápagos ou le Pacifique oriental se réchauffaient. Les gens ont théorisé ou suggéré qu'il se refroidissait, " a déclaré l'auteur principal Gloria Jimenez, un doctorant UA en géosciences.
Les scientifiques pensaient qu'une forte remontée d'eaux profondes plus froides avait épargné la région du réchauffement observé dans d'autres parties du Pacifique, elle a dit.
"Mes collègues et moi montrons que l'océan autour du nord des îles Galápagos se réchauffe et ce depuis les années 1970, " a déclaré Jimenez. La recherche fait partie de son travail de doctorat.
Jimenez a étudié des carottes prélevées sur des têtes de corail dans la partie nord inhabitée du parc national des Galápagos en Équateur. Les carottes représentaient les années 1940 à 2010. Les coraux forment des couches de croissance saisonnières qui servent d'archives naturelles des températures océaniques.
Son analyse a révélé que de 1979 à 2010, les températures régionales des océans ont augmenté de près de 0,4 degrés F (0,2 degrés C) par décennie, soit environ 1,1 degrés F (0,6 degrés C) dans l'ensemble.
Le très fort El Niño de 1982-83 a temporairement réchauffé l'océan environnant à tel point que la plupart des coraux de la partie sud des Galápagos sont morts, a déclaré la co-auteur Julia Cole, qui a collecté les carottes de corail alors qu'elle était membre du corps professoral de l'UA.
Elle s'inquiète du réchauffement des océans autour du nord des Galápagos et de certaines parties du Pacifique tropical oriental.
Carottes prélevées en 2010 sur un corail lobé de Porites près de l'île Wolf dans les îles Galapagos. Le noyau, maintenant brisé en trois morceaux, mesure 3,5 pouces (8,9 cm) de diamètre. Crédit :Julia Cole © 2010
« Le réchauffement dans cette zone est particulièrement inquiétant, car c'est le seul endroit où des récifs ont persisté aux Galápagos. Cela suggère que ces récifs sont plus vulnérables que nous le pensions, " dit Cole, qui est maintenant professeur de sciences de la terre et de l'environnement à l'Université du Michigan.
Le document de recherche, "Les coraux des Galápagos du Nord révèlent le réchauffement du XXe siècle dans le Pacifique tropical oriental, " par Jiménez, Cole et leurs co-auteurs, Diane M. Thompson de l'Université de Boston dans le Massachusetts et Alexander W. Tudhope de l'Université d'Édimbourg au Royaume-Uni, devrait être publié dans Lettres de recherche géophysique le 21 février.
La Fondation nationale des sciences, le Natural Environment Research Council du Royaume-Uni et le Philanthropic Education Organization Fellowship ont financé la recherche.
Depuis 30 ans, Cole, un paléoclimatologue, étudie le changement climatique et le cycle climatique El Niño/La Niña.
En 1989, elle s'est rendue aux Galápagos dans l'espoir d'utiliser les archives climatiques naturelles stockées dans les coraux pour développer un enregistrement à long terme d'El Niño, mais a constaté qu'aucun des grands, les vieux coraux rapportés par d'autres ont survécu au réchauffement intense d'El Niño de 1982-83.
« Nous sommes allés de site en site et ils étaient tous partis, " a dit Cole. " Un de mes collègues a dit, 'Il y avait des coraux ici, et maintenant tout ce que je vois, c'est du sable.'"
Des années plus tard, elle a entendu dire que de gros coraux étaient encore vivants près de Wolf Island, dans la partie nord reculée de l'archipel des Galápagos, ainsi, en 2010, elle a suivi le conseil avec une équipe qui comprenait les co-auteurs Tudhope et Thompson, puis un étudiant diplômé de l'UA.
Les membres de l'équipe ont plongé jusqu'au récif et ont pris plusieurs carottes de gros, coraux Porites lobata en forme de dôme blobby à l'aide d'une foreuse hydraulique sous-marine alimentée par de l'huile végétale. Les carottes de trois pouces et demi (8,9 cm) de diamètre variaient de deux à trois pieds de long et avaient des bandes annuelles de 0,4 à 0,8 pouces (1 à 2 cm) de large. Chaque carotte présentait des dommages à partir du moment où le corail a cessé de croître pendant El Niño de 1982 à 1983, puis a recommencé à croître.
Jimenez a utilisé une analyse chimique pour extraire des informations sur la température de deux de ces noyaux de corail.
Après avoir prélevé deux carottes de cette colonie de corail de Porites lobata près de Wolf Island aux Galápagos, l'équipe de chercheurs dirigée par l'Université de l'Arizona a bouché les trous de forage. Les bouchons de ciment aident le corail à pousser au-dessus des trous et empêchent les animaux d'entrer dans les trous. Crédit :Diane Thompson © 2010
Les squelettes de corail sont principalement constitués de carbonate de calcium. Cependant, les coraux substituent parfois l'élément strontium au calcium. Les coraux substituent plus de strontium quand l'eau est froide et moins quand l'eau est chaude, ainsi, le rapport strontium/calcium d'un morceau de squelette peut révéler quelle était la température de l'eau lorsque ce morceau de squelette s'est formé.
Jimenez a utilisé un petit foret pour prélever un petit échantillon tous les millimètres pour la longueur de chaque carotte. Elle a prélevé 10 à 20 échantillons de chaque bande annuelle de chaque carotte et a analysé les échantillons pour le rapport strontium/calcium en utilisant la spectrométrie d'émission atomique.
Elle a ensuite utilisé ces informations pour créer un enregistrement continu de la température des océans de la région de 1940 à 2010.
Parce que le cycle climatique El Niño/La Niña génère de grandes fluctuations des températures des océans autour des Galápagos et dans le Pacifique tropical oriental, les changements à long terme peuvent être difficiles à repérer.
Jimenez voulait déterminer si la température de l'océan de la région avait changé de manière significative de 1940 à 2010. Par conséquent, elle a analysé ses chronologies de température de corail des Galápagos aux côtés des chronologies publiées de température de corail d'îles plus au nord et à l'ouest et des enregistrements instrumentaux de température de surface de la mer de la ville méridionale des Galápagos de Puerto Ayora et la ville côtière péruvienne de Puerto Chicama.
Jimenez a déclaré que ses recherches la convainquaient que l'océan autour des Galápagos et une grande partie du Pacifique tropical oriental se réchauffe. Elle s'inquiète de l'effet du réchauffement des mers.
"Le parc national des Galápagos a été désigné site du patrimoine mondial parce que c'est un endroit spécial et unique, " a déclaré Jimenez. " Perdre les coraux serait un coup énorme pour la biodiversité sous-marine. "
Le prochain projet de Jimenez consiste à analyser une carotte de corail des Galápagos de huit pieds de long qu'elle a collectée en 2015 et qui remonte à environ 1850.
