Changement climatique mondial, alimenté par des niveaux vertigineux de dioxyde de carbone atmosphérique, siphonne l'oxygène des océans d'aujourd'hui à un rythme alarmant, si rapidement que les scientifiques ne sont pas tout à fait sûrs de la réaction de la planète.

Leur seul indice ? Regardez vers le passé.

Dans une étude à paraître cette semaine dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , des chercheurs de la Florida State University ont fait exactement cela – et ce qu'ils ont trouvé met en évidence les effets désastreux qu'un océan désoxygéné pourrait avoir sur la vie marine.

Il y a des millions d'années, les scientifiques ont découvert, de puissants volcans ont pompé l'atmosphère terrestre pleine de dioxyde de carbone, drainant l'oxygène des océans et provoquant une extinction massive d'organismes marins.

« Nous voulons comprendre comment le volcanisme, qui peut être lié à la libération anthropique moderne de dioxyde de carbone, se manifeste dans la chimie des océans et les événements d'extinction, " a déclaré le co-auteur de l'étude Jeremy Owens, professeur adjoint au Département de la Terre de l'USF, Sciences de l'océan et de l'atmosphère. « Est-ce que cela pourrait être un précurseur de ce que nous voyons aujourd'hui avec la perte d'oxygène dans nos océans ? Allons-nous vivre quelque chose d'aussi catastrophique que cet événement d'extinction de masse ? »

Pour cette étude, une équipe internationale de scientifiques a entrepris de mieux comprendre les océans privés d'oxygène d'aujourd'hui en étudiant l'événement anoxique océanique du Toarcien (T-OAE), un intervalle de désoxygénation océanique mondiale caractérisé par une extinction massive d'organismes marins qui s'est produite au début du Jurassique.

"Nous voulions reconstituer les niveaux d'oxygène des océans du Jurassique inférieur pour mieux comprendre l'extinction de masse et le T-OAE, " dit Théodore Eux, un chercheur postdoctoral à FSU qui a dirigé l'étude. "Nous considérions la température et l'acidification de l'océan comme un double coup, mais plus récemment, nous avons appris cette troisième variable, changement d'oxygène, est tout aussi important."

En analysant la composition isotopique du thallium de roches anciennes d'Amérique du Nord et d'Europe, l'équipe a découvert que l'oxygène de l'océan a commencé à s'épuiser bien avant l'intervalle de temps défini traditionnellement attribué au T-OAE.

Cette désoxygénation initiale, les chercheurs disent, a été précipitée par des épisodes massifs d'activité volcanique - un processus qui n'est pas tout à fait différent de l'émission industrielle de dioxyde de carbone que nous connaissons aujourd'hui.

« Au cours des 50 dernières années, nous avons vu qu'une quantité importante d'oxygène a été perdue dans nos océans modernes, " Ils ont dit. " Bien que les échelles de temps soient différentes, le volcanisme passé et les augmentations de dioxyde de carbone pourraient très bien être un analogue des événements actuels. »

Lorsque l'atmosphère est imprégnée de dioxyde de carbone, les températures mondiales grimpent, déclenchant une cascade hydrologique, événements biologiques et chimiques qui conspirent pour saper les océans d'oxygène.

Les scientifiques ont trouvé des preuves que plusieurs centaines de milliers d'années avant le T-OAE, les volcans ont inondé l'atmosphère terrestre de dioxyde de carbone, aider à déclencher la séquence d'événements qui aboutiraient finalement à la désoxygénation des océans et à l'extinction généralisée de la vie marine.

Alors que les chercheurs ont longtemps supposé un lien entre le volcanisme, perte d'oxygène et extinction de masse, cette étude fournit les premières données concluantes.

« En tant que communauté, nous avons suggéré que les sédiments déposés pendant le T-OAE étaient révélateurs d'une perte d'oxygène généralisée dans les océans, mais nous n'avons jamais eu les données jusqu'à présent, " dirent-ils.

Des exemples préhistoriques de déluges de dioxyde de carbone et de désoxygénation océanique suffocante fournissent une leçon sur la façon dont les systèmes terrestres réagissent à un climat variable.

Cette analyse du T-OAE, et le début de la désoxygénation qui l'a précédé, est un autre dans une lignée de rapports qui présagent un avenir sombre pour les océans avec une diminution des niveaux d'oxygène.

"Il est extrêmement important d'étudier ces événements passés, " Ils ont dit. " Il semble que quel que soit l'événement que nous observons dans l'histoire de la Terre, lorsque nous voyons les concentrations de dioxyde de carbone augmenter rapidement, le résultat a tendance à être très similaire :un événement majeur ou d'extinction de masse. C'est une autre situation où nous pouvons lier sans équivoque la désoxygénation océanique généralisée à une extinction de masse. »

Des mesures peuvent encore être prises pour freiner la perte d'oxygène dans les océans modernes. Par exemple, la conservation d'importantes zones humides et estuaires, ainsi que d'autres environnements qui absorbent et stockent de grandes quantités de dioxyde de carbone, pourraient contribuer à atténuer les effets des émissions industrielles nocives.

Mais si la teneur en oxygène de nos océans continue de baisser au rythme actuel, les futurs organismes marins pourraient être voués au même sort que celui qui est arrivé à leurs ancêtres jurassiques.

"Si vous êtes un organisme qui consomme de l'oxygène, vous ne voulez pas voir de changements majeurs dans les niveaux d'oxygène marin, " Ils ont dit. " Soit vous vous adaptez, soit vous vous éteignez. "