Une équipe de recherche internationale comprenant le professeur Yusuke Yokoyama, géochimiste de l'Université de Tokyo, a collecté des échantillons de carottes d'anciens récifs coralliens pour des projets de recherche qui révèlent les anciens niveaux de la mer et pourraient améliorer les futurs modèles de prévision climatique. Aucun corail vivant n'est blessé lors de la collecte d'échantillons d'anciens récifs. Crédits :Hironobu Kan
Graphiques du niveau mondial de la mer à l'époque du dernier maximum glaciaire mal compris (27, 000 à 20, il y a 000 ans) montrait auparavant des calottes glaciaires stables pendant environ 10, 000 ans avant que la glace ne commence lentement à fondre. Nouvelle analyse des premiers échantillons de la Grande Barrière de Corail couvrant la période 22, il y a 000 ans à 19, il y a 000 ans ajoute enfin des détails à cette période, fournissant des informations précieuses pour les modèles de dynamique du climat et de la calotte glaciaire.
L'équipe de recherche, dirigé par le professeur Yusuke Yokoyama de l'Université de Tokyo, divise désormais le Dernier Maximum Glaciaire en deux périodes distinctes :
La baisse rapide du niveau de la mer observée 21, Il y a 000 ans est particulièrement frappant car il contredit la compréhension actuelle de cette période.
"Cela remet en question le paradigme selon lequel la taille des glaciers ne peut changer que lentement, parce que les changements rapides du niveau de la mer signifient que l'eau doit fondre ou geler rapidement, " dit Yokoyama, auteur principal de l'article de recherche publié dans La nature le 26 juillet 2018.
Ces changements rapides dans la taille des anciens glaciers sont importants dans le contexte du changement climatique moderne et de ses impacts associés.
"Les modèles actuels de la dynamique des glaciers peuvent être trop conservateurs. La possibilité d'augmentations ou de diminutions rapides du niveau de la mer doit être envisagée, " dit Yokoyama.
Les modèles de prévision du climat futur sont testés par leur capacité à calculer avec précision les paramètres climatiques historiques qui sont vérifiés par des échantillons de données. Tout est exact, des données détaillées sur les climats anciens sont des points supplémentaires pour vérifier l'exactitude des modèles climatiques.
Les récifs coralliens poussent dans les eaux peu profondes où ils restent couverts par la mer mais reçoivent toujours la lumière du soleil. Les restes d'anciens récifs ont été examinés pour déterminer le niveau de la mer il y a longtemps par une équipe de recherche dirigée par le professeur Yusuke Yokoyama de l'Université de Tokyo. Crédits :Hironobu Kan
"Des équipes de recherche comme la nôtre collectent des données sur l'état de la Terre, puis d'autres groupes de recherche utilisent ces données pour améliorer en permanence leurs modèles du climat futur, " dit Yokoyama.
« Il est vraiment important de comprendre la taille et l'emplacement des calottes glaciaires, car les grandes masses de glace agissent comme un congélateur pour l'environnement local :les glaciers modifient la température et la salinité des océans, qui affectent les conditions océaniques. Comprendre les anciens niveaux de la mer peut révéler des structures géologiques, tels que les ponts terrestres, qui aurait pu être important pour les voies de migration ou la séparation des espèces, " dit Yokoyama.
Collecte sur le récif
En 2010, Yokoyama était le co-scientifique en chef de l'expédition 325 du programme international de forage océanique intégré :changements environnementaux de la grande barrière de corail. Professeur agrégé Jody Webster de l'Université de Sydney, L'École des géosciences était également co-scientifique en chef de l'expédition. L'équipe de recherche a passé deux mois sur le navire de recherche de 93,6 mètres de long (102 verges de long) Grand vaisseau Maya la collecte d'échantillons de récifs coralliens fossiles. Les carottes récifales analysées dans cette étude provenaient de deux sites :Hydrographers Passage au large de Mackay et Noggin Pass au large de Cairns, tous deux sur la côte est de l'État australien du Queensland.
La collecte de coraux fossiles du dernier maximum glaciaire est techniquement et logistiquement difficile.
"Nous avons échantillonné du corail de 90 à 130 mètres (98 à 142 yards) sous le niveau actuel de la mer. Il est difficile de collecter des données entre 50 et 200 mètres (55 et 219 yards) sous l'eau; les plongeurs ne peuvent généralement pas descendre en dessous de 30 mètres (33 yards) et les capitaines de navires préfèrent ne pas descendre à moins de 200 mètres, " dit Yokoyama.
La Grande Barrière de Corail a été choisie comme site d'échantillonnage des carottes de corail car elle peut révéler une image particulièrement claire du comportement passé de la calotte glaciaire des glaciers. La position tropicale du récif près de l'équateur signifie qu'il était et reste loin de l'influence immédiate des calottes glaciaires, les changements du niveau de la mer locaux à la Grande Barrière de Corail reflètent donc les changements mondiaux.
En outre, la plaque tectonique australienne a une activité sismique minimale, les tremblements de terre n'ont donc pas modifié la position du récif. La structure en pente douce de l'ancienne Grande Barrière de Corail signifiait également que les chercheurs pouvaient collecter physiquement les échantillons dont ils avaient besoin.
Le Greatship Maya est sur le point de commencer la collecte d'échantillons à l'aide d'un exercice de recherche (au centre) sur les vestiges d'anciennes parties de la Grande Barrière de Corail, maintenant immergé dans l'eau profonde. Au loin, les vagues déferlent sur la grande barrière de corail moderne dans des eaux peu profondes. Le professeur Yusuke Yokoyama de l'Université de Tokyo a été co-scientifique en chef de l'expédition de collecte d'échantillons de carottes de corail fossile en 2010. Crédit :Yusuke Yokoyama
"Les sites proches des anciennes calottes glaciaires ne peuvent pas fournir d'histoires précises du niveau de la mer car au fil du temps, ils sont écrasés par de grandes déformations de la Terre, " dit Yokoyama.
Étudier des échantillons de récifs
Les chercheurs ont étudié la structure des couches de coraux et d'algues dans des échantillons de carottes de corail pour déterminer la profondeur de l'eau. Les résultats avancés de datation au radiocarbone et à l'uranium-thorium fournis par l'équipe de l'Université de Tokyo ont permis d'identifier le moment où l'eau était à des niveaux particuliers. Les chercheurs combinent les données de temps et de profondeur pour déterminer quand le niveau moyen mondial de la mer aurait atteint certaines profondeurs.
"Deux événements de mort des récifs sont très clairs dans les carottes de corail que nous avons examinées, " dit Yokoyama.
Quand les calottes glaciaires ont grandi, le niveau mondial de la mer a baissé et le corail s'est desséché et est mort, mais le corail dans les eaux plus profondes a survécu. Si l'eau devient trop profonde, la lumière du soleil et les nutriments deviennent indisponibles et le récif peut se noyer.
Ces deux événements mortels sont cohérents avec une baisse du niveau de la mer et une élévation subséquente. Les âges des deux événements de décès suggèrent que les deux se sont produits sur seulement 4 ans, 000 ans, ce que remarquent les chercheurs est particulièrement abrupt.
Webster a dirigé l'équipe de scientifiques des récifs d'Espagne, Japon, et les États-Unis responsables de l'interprétation des données écologiques utilisées pour suivre la profondeur de l'habitat récifal, et donc le niveau relatif de la mer, heures supplémentaires. Ces informations ont ensuite été combinées avec des données radiométriques et utilisées par Yokoyama et son équipe pour modéliser les fluctuations de la position verticale du fond marin causées par les changements de volume d'eau ou de glace. Les résultats combinés ont clarifié la dynamique de la calotte glaciaire au cours de la période mal comprise du dernier maximum glaciaire.
"Les récifs coralliens fossiles étaient très sensibles aux changements environnementaux, ainsi, en examinant les assemblages biologiques dans les carottes, nous avons pu reconstituer l'évolution des anciennes profondeurs d'eau au fil du temps, " dit Webster.
