Pour la première fois, les scientifiques ont retracé les déplacements nord-sud de la limite nord des tropiques il y a 800 ans, rapporte une équipe internationale dirigée par l'Université de l'Arizona.

Le mouvement de la frontière tropicale affecte les emplacements des déserts de l'hémisphère nord, y compris le Sonora, Mohave et saharienne. Ces déserts se trouvent juste au nord de la ceinture tropicale, qui comprend les régions subtropicales.

Avant maintenant, les scientifiques disposaient d'informations sur l'emplacement de la ceinture tropicale remontant aux environs de 1930, quand la tenue d'archives instrumentales fiable a commencé.

Sur une carte standard, la ceinture tropicale s'étend sur environ 30 degrés de latitude nord à 30 degrés de latitude sud.

Cependant, la nouvelle recherche révèle que de l'année 1203 à l'année 2003, le bord nord des tropiques a fluctué jusqu'à 4 degrés au nord et au sud du 30e parallèle nord.

"Le mouvement de la limite des tropiques est associé à des changements de régimes de précipitations, " a déclaré Raquel Alfaro Sánchez, qui a dirigé l'équipe de recherche alors qu'il était chercheur postdoctoral au Laboratoire de recherche sur les cernes des arbres de l'UA.

De 1568 à 1634, les tropiques se sont étendus vers le nord, l'équipe a trouvé. Cette période coïncide avec de graves sécheresses et d'autres perturbations des sociétés humaines, y compris l'effondrement de l'empire ottoman en Turquie, la fin de la dynastie Ming en Chine et le quasi-abandon de la colonie de Jamestown en Virginie, dit Alfaro Sánchez, actuellement chercheur postdoctoral au Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals à Barcelone, Espagne

La co-auteure Valérie Trouet a déclaré :"Nos résultats suggèrent que le changement climatique a été l'un des facteurs contribuant à ces perturbations sociétales."

Pour suivre la limite nord de la ceinture tropicale de la Terre de 1203 à 2003, l'équipe a utilisé les cernes annuels d'arbres de cinq endroits différents dans l'hémisphère nord. Les chercheurs peuvent déterminer les années de précipitations annuelles dans le passé, car chaque anneau de croissance annuel d'un arbre reflète le climat de cette année-là.

Avoir une histoire de 800 ans a également permis aux chercheurs de relier des événements rares tels que d'énormes éruptions volcaniques aux changements climatiques ultérieurs, dit Trouet, professeur agrégé de dendrochronologie à l'UA.

Les éruptions volcaniques massives refroidissent la Terre à cause de toutes les particules fines et aérosols rejetés dans l'atmosphère. L'éruption du Tambora de 1815 dans l'actuelle Indonésie a provoqué un tel refroidissement dans le monde entier que 1816 a été connue en Europe comme « l'année sans été, " écrit l'équipe.

"On peut voir la contraction des tropiques après des éruptions volcaniques comme le Tambora, " dit Trouet.

Trouet a déclaré qu'il est important d'apprendre comment les aérosols affectent le climat, car certains chercheurs ont proposé d'envoyer de telles particules dans l'atmosphère comme solution de géo-ingénierie au réchauffement climatique.

Le document de recherche de l'équipe, "Forçage climatique et volcanique de la limite nord de la ceinture tropicale au cours des 800 dernières années, " est prévu pour la publication en ligne dans Géosciences de la nature le 15 octobre. Les noms des co-auteurs supplémentaires figurent au bas de ce communiqué.

D'autres chercheurs ont documenté que les tropiques se sont étendus vers le nord depuis les années 1970, a déclaré Alfaro Sánchez.

Parce que les modèles informatiques des modèles climatiques actuels et futurs montrent également l'expansion de la ceinture tropicale, mais pas autant que ce qui se passe réellement, les chercheurs ont voulu développer une histoire plus longue du mouvement de la zone tropicale, dit Trouet.

Les chercheurs utilisent les cernes des arbres pour reconstituer le climat passé et les changements climatiques pour de nombreux endroits à travers le monde. Ces reconstructions climatiques s'étendent sur des centaines d'années dans le passé. Pour suivre les mouvements passés de la ceinture tropicale, Alfaro Sánchez et ses collègues ont utilisé les chronologies existantes des cernes des arbres de cinq endroits :Arkansas, l'Ouest américain, le plateau tibétain, Turquie et nord du Pakistan.

Pour discerner comment les enregistrements des cernes reflètent les changements dans la ceinture tropicale, l'équipe a examiné les cernes des arbres de 1930 à 2003 et a comparé les archives naturelles du climat des arbres aux enregistrements instrumentaux des changements dans la ceinture tropicale.

Les chercheurs se sont concentrés sur les changements enregistrés dans les cellules de Hadley, les énormes cellules convectives atmosphériques qui font le tour du globe sous les tropiques. Trouet a déclaré que les cellules de Hadley sont un moteur important de la circulation atmosphérique.

Sachant comment les changements dans les cellules de Hadley sont corrélés avec les changements dans les cernes des arbres, l'équipe a ensuite utilisé plusieurs chronologies des cernes des arbres pour voir comment les tropiques se sont étendus et se sont contractés il y a 800 ans.

"C'est la première reconstruction qui remonte à l'époque préindustrielle, " dit Trouet. " Pour savoir quelle est la variabilité naturelle du climat, nous devons remonter plus loin dans le temps qu'au cours des 150 dernières années."

Alfaro Sánchez et ses collègues ont découvert que la ceinture tropicale s'est étendue et rétrécie d'elle-même bien avant l'ère industrielle.

La variabilité interne du système climatique de la Terre affecte le mouvement des tropiques, dit Trouet.

L'expansion actuelle enregistrée de la ceinture tropicale depuis les années 1970 est en partie due à l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, rapportent d'autres chercheurs.

L'expansion actuelle des tropiques peut avoir des impacts sociétaux importants, parce que l'équipe a découvert que les sécheresses sévères du passé étaient associées à des périodes persistantes d'expansion tropicale, a déclaré Alfaro Sánchez.