Une augmentation rapide de la température sur l'ancienne Terre a déclenché une réponse climatique qui a peut-être prolongé le réchauffement pendant plusieurs milliers d'années, selon les scientifiques.

Leur étude, publié en ligne dans Géosciences de la nature , apporte de nouvelles preuves d'une rétroaction climatique qui pourrait expliquer la longue durée du maximum thermique paléocène-éocène (PETM), qui est considéré comme le meilleur analogue pour le changement climatique moderne.

Les résultats suggèrent également que le changement climatique actuel pourrait avoir des impacts durables sur la température mondiale même si les humains sont capables de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

"Nous avons trouvé des preuves d'une rétroaction qui se produit avec un réchauffement rapide qui peut libérer encore plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, " dit Shelby Lyons, doctorant en géosciences à Penn State. "Cette rétroaction peut avoir prolongé l'événement climatique PETM pendant des dizaines ou des centaines de milliers d'années. Nous émettons l'hypothèse que c'est également quelque chose qui pourrait se produire à l'avenir."

Erosion accrue au cours du PETM, il y a environ 56 millions d'années, libéré de grandes quantités de carbone fossile stocké dans les roches et libéré suffisamment de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, dans l'atmosphère pour avoir un impact sur les températures à long terme, les chercheurs ont dit.

Les scientifiques ont trouvé des preuves de la libération massive de carbone dans les carottes fossiles des sédiments côtiers. Ils ont analysé les échantillons à l'aide d'une technique moléculaire innovante qui leur a permis de retracer comment des processus tels que l'érosion ont déplacé le carbone dans le temps.

« Cette technique utilise des molécules d'une manière vraiment innovante, un moyen prêt à l'emploi de tracer le carbone fossile, " a déclaré Katherine Freeman, Evan Pugh University Professeur de géosciences à Penn State. "Nous n'avons pas vraiment été capables de le faire avant."

Les températures mondiales ont augmenté d'environ 9 à 14,4 degrés Fahrenheit pendant le PETM, des conditions radicalement changeantes sur Terre. Les violentes tempêtes et les inondations sont devenues plus fréquentes, et le chaud, le temps humide a entraîné une érosion accrue des roches.

Alors que l'érosion a détruit les montagnes pendant des milliers d'années, le carbone a été libéré des roches et transporté par les rivières vers les océans, où certains ont été réenfouis dans les sédiments côtiers. Le long du chemin, une partie du carbone est entrée dans l'atmosphère sous forme de gaz à effet de serre.

"Ce que nous avons trouvé dans les enregistrements étaient des signatures de transport de carbone qui indiquaient qu'il y avait des régimes d'érosion massive survenant sur terre, ", a déclaré Lyons. "Le carbone a été verrouillé à terre et pendant le PETM, il a été déplacé et réenterré. Nous étions intéressés de voir combien de dioxyde de carbone cela pourrait libérer."

Lyons étudiait des échantillons de carottes PETM du Maryland, dans un endroit qui était autrefois sous l'eau, lorsqu'elle a découvert des traces de carbone plus ancien qui avait dû être stocké autrefois dans des roches terrestres. Elle a d'abord cru que les échantillons étaient contaminés, mais elle a trouvé des preuves similaires dans les sédiments d'autres sites du centre de l'Atlantique et de la Tanzanie.

Le carbone dans ces échantillons ne partageait pas les modèles de vie isotopiques communs du PETM et semblait huileux, comme s'il avait été chauffé pendant de longues périodes dans un endroit différent.

"Cela nous a dit que ce que nous recherchions dans les dossiers n'était pas seulement du matériel formé pendant le PETM, " a dit Lyons. " Il n'y avait pas que du carbone qui s'était formé et déposé à ce moment-là, mais représentait probablement quelque chose de plus ancien transporté."

Les chercheurs ont développé un modèle de mélange pour distinguer les sources de carbone. Sur la base de la quantité de carbone plus ancien dans les échantillons, les scientifiques ont pu estimer la quantité de dioxyde de carbone libérée pendant le trajet de la roche aux sédiments océaniques.

Ils ont estimé que la rétroaction climatique aurait pu libérer suffisamment de dioxyde de carbone pour expliquer les quelque 200, Durée de 000 ans du PETM, quelque chose qui n'a pas été bien compris.

Les chercheurs ont déclaré que les résultats offraient un avertissement concernant le changement climatique moderne. Si le réchauffement atteint certains points de basculement, des rétroactions peuvent être déclenchées qui ont le potentiel de provoquer encore plus de changement de température.

"Une leçon que nous pouvons tirer de cette recherche est que le carbone n'est pas très bien stocké sur terre lorsque le climat devient humide et chaud, " dit Freeman. " Aujourd'hui, nous poussons le système hors d'équilibre et il ne va pas revenir en arrière, même lorsque nous commençons à réduire les émissions de dioxyde de carbone."

Les autres auteurs de Penn State sont Timothy Bralower, Elizabeth Hajek et Lee Kump, professeurs de géosciences; et Ellen Polites, un baccalauréat spécialisé en géosciences. Kump est également doyen du Collège des sciences de la terre et des minéraux.

Des chercheurs de l'Université de Californie à Santa Cruz, le US Geological Survey, l'Université du Delaware et l'Université de Louisiane à Lafayette ont également collaboré à ce projet.