Weijian Zhou (à gauche) de l'Institute of Earth Environment, Académie chinoise des sciences à Xi'an et Warren Beck (à droite) de l'Université de l'Arizona à une coupe transversale d'une colline près de Xi'an, Chine. Les couches de sol de loess montrées sur la photo représentent des milliers d'années de dépôt de sol. Crédit :2009 Xian Feng, Institut de l'environnement terrestre, Académie chinoise des sciences
D'anciens records de précipitations s'étendant sur 550, 000 ans dans le passé peuvent bouleverser la compréhension des scientifiques de ce qui contrôle la mousson d'été asiatique et d'autres aspects du climat à long terme de la Terre, rapporte une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université de l'Arizona dans le numéro du 25 mai de la revue Science .
L'explication standard des changements réguliers de la Terre des périodes glaciaires aux périodes chaudes a été développée par Milutin Milankovitch dans les années 1920. Il a suggéré que les oscillations de l'orbite de la planète sur des dizaines de milliers d'années contrôlent le climat en faisant varier la quantité de chaleur du soleil tombant au-dessus du cercle polaire arctique en été.
"Voici où nous renversons Milankovitch, " a déclaré le premier auteur J. Warren Beck, un chercheur de l'UA en physique et en géosciences. "Nous suggérons que, à travers les moussons, le climat de basse latitude peut avoir autant d'effet sur le climat de haute latitude que l'inverse."
Pendant l'été nordique, les régions subtropicales et tropicales au nord de l'équateur sont chaudes et les tropiques et subtropicales au sud de l'équateur sont froides.
Les observations modernes montrent que la différence de chaleur propulse les changements atmosphériques qui entraînent l'intensité de la mousson. Beck a déclaré que la mousson peut affecter les vents et les courants océaniques aussi loin que les océans Atlantique Nord et Arctique.
La saison des moussons asiatiques est le plus grand système de précipitations annuelles sur Terre et apporte des précipitations à environ la moitié de la population mondiale. La saison de la mousson se déroule approximativement d'avril à septembre.
Cette colline de terre près de Xi'an, La Chine représente des dizaines de milliers d'années de dépôt d'un sol appelé loess. Les chercheurs collectent des échantillons à utiliser pour reconstruire un enregistrement du climat de la région s'étendant sur 550, 000 ans dans le passé. Crédit :© 2010 J. Warren Beck
Beck et ses collègues ont découvert que sur des dizaines de milliers d'années, les changements d'intensité de la mousson d'été asiatique correspondaient à la croissance et à la décroissance des calottes glaciaires polaires.
Les chercheurs suggèrent que ces changements à long terme dans la mousson ont entraîné des changements mondiaux dans les courants éoliens et océaniques d'une manière qui a affecté la croissance ou la contraction des calottes glaciaires polaires.
Beck a déclaré que cette nouvelle explication des cycles climatiques passés de la Terre aidera les modélisateurs climatiques à mieux comprendre le climat mondial actuel et futur.
La nouvelle explication de ce qui motive le système climatique de la Terre découle d'un effort d'une décennie par Beck et ses collègues pour développer un nouveau record de précipitations en Asie remontant loin dans le passé.
Les scientifiques tentent de développer une approximation quantitative des précipitations anciennes depuis plus de 30 ans, il a dit.
En analysant des milliers d'années de poussière du centre-nord de la Chine pour un élément appelé béryllium-10, Beck et ses collègues ont développé le premier enregistrement quantitatif des précipitations de mousson de la région pour les 550 dernières, 000 ans.
Le sol appelé loess s'est accumulé sur des dizaines de milliers d'années près de Xi'an, Chine. La nature en couches des gisements de loess permet aux chercheurs d'utiliser les éléments contenus dans le loess pour reconstruire un enregistrement du climat de la région s'étendant sur 550, 000 ans dans le passé. Crédit :© 2010 J. Warren Beck
L'équipe a étudié les dépôts de sol fin appelés loess qui soufflent année après année des déserts d'Asie centrale vers le centre-nord de la Chine. Les dépôts en couches, des centaines de pieds d'épaisseur, sont des archives naturelles qui remontent à des millions d'années.
Les chercheurs ont coupé par étapes le flanc d'une colline de loess pour exposer une travée de loess de 55 mètres représentant 550, 000 ans. Les chercheurs ont prélevé un échantillon de loess tous les cinq centimètres. Cinq centimètres représentent environ 500 ans.
Les scientifiques peuvent utiliser la quantité de béryllium-10 dans le sol comme indicateur des précipitations, parce que lorsqu'il pleut, l'élément se lave de l'atmosphère sur les particules de poussière. Parce que plus de pluie signifie plus de béryllium-10 déposé sur le sol, la quantité de béryllium-10 déposée à un moment donné reflète l'intensité des précipitations.
Pour rassembler l'histoire ancienne des précipitations de la région, les membres de l'équipe ont analysé les échantillons pour le béryllium-10 au laboratoire de spectrométrie de masse de l'accélérateur UA et pour la susceptibilité magnétique à l'Institut de l'environnement terrestre de l'Académie chinoise des sciences à Xi'an.
D'autres chercheurs ont utilisé les archives naturelles des isotopes de l'oxygène dans les stalagmites de plusieurs grottes chinoises pour reconstituer le climat passé de la région. Ces enregistrements ne concordent que partiellement avec les enregistrements basés sur les précipitations du climat ancien développés par Beck et ses collègues.
Beck et ses collègues suggèrent que leur nouvelle explication des forces à l'origine des cycles climatiques à long terme de la Terre réconcilie le record climatique des stalagmites chinois et les observations modernes de la mousson avec le nouveau record de précipitations ancien du loess chinois.
