Analyser les traces de cires de feuilles de plantes terrestres accumulées au fil des millénaires dans les sédiments des grands fonds, une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de l'Arizona a reconstitué l'histoire de l'activité de la mousson dans le nord du Mexique. leurs résultats, publié en ligne le 3 septembre dans la revue Géosciences de la nature , aider à régler un débat de longue date sur la fermeture complète de l'activité de la mousson sous l'influence du refroidissement provoqué par les calottes glaciaires qui couvraient une grande partie de l'Amérique du Nord, ou a été simplement supprimée.

Pendant le dernier maximum glaciaire, à peu près 20, il y a 000 ans, quand les mammouths et autres bêtes préhistoriques parcouraient ce qui est maintenant le nord du Mexique et le sud-ouest des États-Unis, les pluies d'été ont contribué à 35 pour cent des précipitations annuelles, contre environ 70 pour cent aujourd'hui, selon la nouvelle étude.

En détournant l'humidité des tropiques, la mousson d'été apporte un soulagement à la chaleur et à la sécheresse estivales intenses qui ont duré des mois dans les terres arides du sud-ouest américain et du nord-ouest du Mexique. Si la région dépendait uniquement des pluies hivernales, le désert de Sonora ne serait pas connu comme l'un des déserts les plus riches en biodiversité du monde.

"La mousson est une caractéristique tellement emblématique du désert du Sud-Ouest, mais nous savons très peu de choses sur son évolution au cours des milliers et des millions d'années, " dit Tripti Bhattacharya, le premier auteur de l'étude. "Notre conclusion que la mousson du sud-ouest a été supprimée, mais pas complètement disparu dans des conditions glaciaires, souligne la variabilité dramatique de la circulation atmosphérique à l'époque, mais suggère que cela a été une caractéristique persistante de notre climat régional."

Des études antérieures avaient donné des résultats peu concluants, en partie parce que les enregistrements utilisés pour déduire les preuves des précipitations passées de la mousson ont tendance à ressembler davantage à des instantanés dans le temps plutôt qu'à fournir des enregistrements climatiques plus continus. Par exemple, les chercheurs ont obtenu des aperçus précieux de communautés végétales disparues depuis longtemps, basées sur des parties de plantes conservées dans des nids de rats de masse appelés amas, ou en analysant les signatures chimiques qu'ils ont laissées dans les sols. Ces études suggèrent une activité de mousson persistante au cours de la dernière période glaciaire, alors que d'autres études basées sur la modélisation climatique ont indiqué qu'il était temporairement absent.

En appliquant une méthode astucieuse jamais utilisée pour étudier l'histoire de la mousson, Bhattacharya et ses co-auteurs ont découvert l'équivalent d'un oublié, livre non ouvert des records climatiques passés, contrairement aux archives climatiques précédemment étudiées, qui en comparaison sont plutôt célibataires, pages éparses.

Formant une vaste voûte naturelle de près de 1, 000 mètres sous la surface de la mer, le fond marin des zones pauvres en oxygène du golfe de Californie contient des matières organiques soufflées dans l'eau depuis plusieurs milliers d'années, y compris les débris de plantes terrestres poussant dans la région. Étant donné que les dépôts restent en grande partie non perturbés par les charognards ou l'activité microbienne, Tierney et son équipe ont réussi à isoler les composés de cire de feuille de la boue du fond marin.

Co-auteur Jessica Tierney, professeur agrégé au département de géosciences de l'UA et ancien conseiller postdoctoral de Bhattacharya, a été le pionnier de l'analyse des revêtements cireux des feuilles des plantes pour reconstituer les précipitations ou les périodes de sécheresse dans le passé en fonction de leur empreinte chimique, des rapports spécifiquement différents d'atomes d'hydrogène. L'eau sous la pluie de mousson, selon Tierney, contient une plus grande proportion d'un isotope de l'hydrogène appelé deutérium, ou "eau lourde, " qui a à voir avec son origine dans les tropiques. Les pluies d'hiver, d'autre part, portent une signature différente car ils contiennent de l'eau avec un plus petit rapport de deutérium par rapport à l'hydrogène "normal".

"Les plantes absorbent l'eau qu'elles reçoivent, et parce que les deux saisons ont des rapports différents d'isotopes d'hydrogène, nous pouvons relier les rapports isotopiques dans les cires de feuilles préservées à la quantité de pluie de mousson dans la région du golfe de Californie, " explique Tierney.

Reconstituer les modèles passés de la mousson dans le sud-ouest peut aider les scientifiques à mieux prédire les scénarios futurs sous l'influence d'un climat qui tend vers un monde plus chaud, pas un autre âge glaciaire, disent les chercheurs.

"Le passé n'est pas un parfait analogue, mais il s'agit d'une expérience naturelle qui nous aide à tester notre compréhension de la variabilité du climat régional, " dit Bhattacharya, qui a récemment accepté un poste de professeur adjoint de sciences de la terre à l'Université de Syracuse. "Si nous comprenons comment les climats régionaux ont réagi dans le passé, cela nous donne une bien meilleure chance de prédire comment ils réagiront au changement climatique à l'avenir. »

Les scientifiques peuvent tirer parti des archives climatiques passées en leur appliquant des modèles climatiques, en utilisant les enregistrements pour « vérifier sur le terrain » les modèles.

"Le problème, c'est qu'en ce moment, nos meilleurs modèles climatiques ne sont pas d'accord sur la façon dont la mousson va changer en réponse au réchauffement climatique, " dit Tierney. " Certains suggèrent que les précipitations estivales deviendront plus fortes, d'autres disent qu'il va s'affaiblir. En comprenant mieux la mécanique du phénomène, nos résultats peuvent nous aider à comprendre pourquoi les modèles ne sont pas d'accord et fournir des contraintes qui peuvent se traduire dans le futur."

Pour tester l'hypothèse selon laquelle les périodes plus froides affaiblissent généralement la mousson et les périodes plus chaudes la renforcent, Le groupe de Tierney envisage d'étudier comment la mousson a réagi aux périodes plus chaudes du passé. Les recherches futures se concentreront sur la dernière période interglaciaire environ 120, il y a 000 ans, et une période marquée par des niveaux de gaz à effet de serre similaires à ceux de l'atmosphère actuelle :l'époque pliocène, qui a duré de 5,3 à 2,5 millions d'années.

Avoir de meilleurs enregistrements de la mousson du sud-ouest aide également les scientifiques à mieux comprendre comment elle se compare aux moussons dans d'autres parties du monde qui sont mieux étudiées.

"Nous savons maintenant que notre mousson semble être beaucoup plus sensible à la configuration à grande échelle de l'atmosphère, alors que d'autres systèmes de mousson sont plus étroitement liés aux conditions océaniques locales, " dit Bhattacharya.

L'étude, « Modulation de la calotte glaciaire de l'intensification déglaciaire de la mousson nord-américaine, " est co-écrit par Jason Addison du U.S. Geological Survey à Menlo Park, Californie, et James Murray à la School of Oceanography de l'Université de Washington. Le soutien à cette recherche provient de la bourse de la Fondation David et Lucile Packard en science et ingénierie à Tierney et de la subvention NSF OCE-1651034 à Tierney. Addison est soutenu par le programme de recherche et développement climatique de l'USGS.