Les océans du monde pourraient réserver une mauvaise surprise pour le réchauffement climatique, basé sur de nouvelles recherches qui montrent comment les gaz carboniques naturels piégés dans des réservoirs au-dessus du fond marin se sont échappés pour surchauffer la planète dans la préhistoire.

Les scientifiques disent que des événements qui ont commencé au fond de l'océan il y a des milliers d'années ont tellement perturbé l'atmosphère terrestre qu'elle a fait fondre l'ère glaciaire. Ces nouvelles découvertes remettent en question un paradigme de longue date selon lequel l'eau des océans régule à elle seule le dioxyde de carbone dans l'atmosphère pendant les cycles glaciaires. Au lieu, l'étude montre que les processus géologiques peuvent considérablement bouleverser le cycle du carbone et provoquer un changement global.

Pour le monde d'aujourd'hui, les résultats pourraient laisser présager une évolution inquiétante. Les réservoirs de carbone sous-marins ont libéré des gaz à effet de serre dans l'atmosphère à mesure que les océans se réchauffaient, l'étude montre, et aujourd'hui, l'océan se réchauffe à nouveau en raison du réchauffement climatique d'origine humaine.

Si les réservoirs de carbone sous-marins sont à nouveau bouleversés, ils émettraient une énorme nouvelle source de gaz à effet de serre, exacerbant le changement climatique. L'augmentation de la température dans l'océan est en passe d'atteindre ce point de basculement d'ici la fin du siècle. Par exemple, un grand réservoir de carbone sous le Pacifique occidental près de Taïwan est déjà à quelques degrés Celsius de la déstabilisation.

De plus, le phénomène est une menace non prise en compte dans les projections des modèles climatiques. Les réservoirs sous-marins de dioxyde de carbone sont des découvertes relativement récentes et leurs caractéristiques et leur histoire commencent seulement à être comprises.

Ces résultats proviennent d'un nouveau document de recherche produit par une équipe internationale de scientifiques de la Terre dirigée par l'USC et publié en janvier dans la revue Lettres de recherche environnementale .

"Nous utilisons le passé comme moyen d'anticiper l'avenir, " dit Lowell Stott, professeur de sciences de la Terre à l'USC Dornsife College of Letters, Arts et Sciences et auteur principal de l'étude. "Nous savons qu'il existe de vastes réservoirs de gaz carbonique au fond des océans. Nous savons que lorsqu'ils ont été perturbés pendant le Pléistocène, cela a réchauffé la planète.

"Nous devons savoir si ces réservoirs de carbone pourraient être à nouveau déstabilisés. C'est un joker dont nous devons tenir compte, " dit Stott.

En cause, les étendues de dioxyde de carbone et de méthane s'accumulant sous l'eau et dispersées sur le fond marin. Ils se forment lorsque l'activité volcanique libère de la chaleur et des gaz qui peuvent se congeler en hydrates liquides et solides, qui sont des composés collés ensemble dans une boue glacée qui encapsule les réservoirs.

Ces réservoirs de carbone sous-marins restent en grande partie en place à moins d'être perturbés, mais la nouvelle étude montre que les réservoirs naturels sont vulnérables dans un océan qui se réchauffe et fournit la preuve que le climat de la Terre a été affecté par la libération rapide de carbone géologique.

Les scientifiques disent que cela s'est produit dans un passé lointain lorsque la Terre était beaucoup plus chaude, et c'est arrivé plus récemment—environ 17, Il y a 000 ans à la fin du Pléistocène lorsque les glaciers avançaient et reculaient, qui est au centre de la nouvelle étude. Le réchauffement était évident en raison des changements dans les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre, à base de carottes de glace, registres marins et continentaux.

Mais comment est-ce arrivé? Qu'est-ce qui a forcé un changement aussi spectaculaire en premier lieu ? Les scientifiques cherchent cette réponse depuis 40 ans, en mettant l'accent sur les océans, car ils constituent un puits de carbone géant et jouent un rôle central dans les variations du dioxyde de carbone.

Ils se sont vite rendu compte que les processus qui régulent le carbone dans l'océan fonctionnaient trop lentement pour expliquer l'augmentation des gaz à effet de serre atmosphériques qui a conduit au réchauffement qui a mis fin à la période glaciaire. Donc, des scientifiques du monde entier ont commencé à examiner le rôle des systèmes hydrothermaux de la Terre et leur impact sur le carbone des grands fonds pour voir comment il affectait l'atmosphère.

La nouvelle étude réalisée par des scientifiques de l'USC, l'Université nationale australienne et l'Université de Lund en Suède, concentré sur le Pacifique équatorial oriental (EEP) à des centaines de milles au large des côtes de l'Équateur. L'EEP est un conduit principal par lequel l'océan libère du carbone dans l'atmosphère.

Les scientifiques rapportent des preuves de systèmes hydrothermaux d'eaux profondes libérant des gaz à effet de serre dans l'océan et l'atmosphère à la fin de la dernière période glaciaire, juste au moment où les océans commençaient à se réchauffer. Ils ont mesuré un dépôt accru de métaux hydrothermaux dans d'anciens sédiments marins. Ils ont corrélé les intervalles de glaciation avec les variations du dioxyde de carbone atmosphérique avec les différences d'âge des micro-organismes marins. Ils ont trouvé une multiplication par quatre du zinc dans les coquilles de protozoaires (foraminifères), signe révélateur d'une activité hydrothermale généralisée.

Pris ensemble, les nouvelles données montrent qu'il y a eu des rejets importants de carbone naturel du PEE, qui a contribué au changement dramatique de la température de la Terre à la fin de l'ère glaciaire, dit l'étude.

Ailleurs dans le monde, de plus en plus de réservoirs de carbone profonds sont découverts. Ils se produisent principalement à proximité des sources hydrothermales, dont les scores ont été identifiés à ce jour, surtout dans le Pacifique, Océans Atlantique et Indien. Ils se produisent là où la croûte terrestre s'étend ou entre en collision, créer des conditions idéales pour la formation de réservoirs de dioxyde de carbone en eau profonde. Seulement environ un tiers des régions volcaniques de l'océan ont été étudiées.

Un tel réservoir de dioxyde de carbone sous-marin, vu dans la vidéo d'accompagnement, a été découvert vers 4, 000 pieds de profondeur au large des côtes de Taïwan. Des découvertes similaires de réservoirs de gaz carbonique ont été faites au large d'Okinawa, dans la mer Égée, dans le golfe de Californie et au large de la côte ouest du Canada.

"Le grand défi est que nous n'avons pas d'estimations de la taille de ceux-ci ou de ceux qui sont particulièrement vulnérables à la déstabilisation, " Stott a déclaré. "C'est quelque chose qui doit être déterminé."

Dans de nombreux cas, les réservoirs de carbone sont embouteillés par leurs bouchons d'hydrate. Mais ces couvertures sont sensibles aux changements de température. Alors que les océans se réchauffent, les bouchons peuvent fondre, un développement, prévient le journal, conduirait à un double coup dur pour le changement climatique - une nouvelle source de carbone géologique en plus des gaz à effet de serre d'origine humaine.

Les océans absorbent presque tout l'excès d'énergie de l'atmosphère terrestre, et par conséquent, ils se sont réchauffés rapidement au cours des dernières décennies. Au cours du dernier quart de siècle, Les océans de la Terre ont retenu 60 % de chaleur en plus chaque année que les scientifiques ne le pensaient auparavant, d'autres études ont montré. Dans toute la colonne d'eau marine, la chaleur des océans a augmenté au cours des 50 dernières années. Le rapport spécial du gouvernement fédéral sur la science du climat prévoyait une augmentation mondiale des températures moyennes de surface de la mer pouvant atteindre 5 degrés Fahrenheit d'ici la fin du siècle, étant donné les taux d'émission actuels. Des gains de température de cette ampleur dans tout l'océan pourraient éventuellement déstabiliser les réservoirs d'hydrates géologiques, dit Stott.

"La dernière fois que c'est arrivé, le changement climatique a été si important qu'il a provoqué la fin de l'ère glaciaire. Une fois que ce processus géologique commence, nous ne pouvons pas l'éteindre, " dit Stott.

De plus, d'autres événements similaires se sont produits dans un passé lointain, aider à façonner l'environnement de la Terre encore et encore. Dans des recherches antérieures, Stott a découvert un grand, anomalie de carbone survenue il y a 55 millions d'années. Il a perturbé la chimie de l'océan, provoquant une dissolution importante des carbonates marins et l'extinction de nombreux organismes marins. Les changements océaniques se sont accompagnés d'une augmentation rapide des températures mondiales, un événement appelé les maxima thermiques paléocène-éocène (PETM), une période d'une durée inférieure à 20, 000 ans au cours desquels tant de carbone a été libéré dans l'atmosphère que les températures de la Terre ont augmenté d'environ 8 degrés Celsius de plus qu'aujourd'hui.

« Jusqu'à tout récemment, nous n'avions aucune idée que ces événements se sont produits. L'événement PETM est un bon analogue de ce qui peut arriver lorsque le carbone sous-marin s'échappe de la colonne d'eau vers l'atmosphère. Et maintenant, nous savons que l'événement PETM n'était pas un événement unique, que cela s'est produit plus récemment, " dit Stott.

L'étude est accompagnée de quelques mises en garde. Une grande partie du fond de l'océan est inexplorée, les scientifiques ne connaissent donc pas toute l'étendue des réservoirs de dioxyde de carbone. Il n'y a pas d'inventaire des gaz à effet de serre provenant de ces sources géologiques. Et le réchauffement des océans n'est pas uniforme, ce qui rend difficile de prédire quand et où les réservoirs de carbone sous-marins seront affectés. Il faudrait beaucoup plus d'études pour répondre à ces questions.

Néanmoins, l'étude montre clairement que les réservoirs de carbone sous-marins sont vulnérables au réchauffement des océans.

« Les réservoirs de carbone géologique tels que ceux-ci ne sont pas explicitement inclus dans les bilans de carbone marins actuels » utilisés pour modéliser les impacts du changement climatique, dit l'étude. Encore, "even if only a small percentage of the unsampled hydrothermal systems contain separate gas or liquid carbon dioxide phases, it could change the global marine carbon budget substantially."

Said Stott:"Discoveries of accumulations of liquid, hydrate and gaseous carbon dioxide in the ocean has not been accounted for because we didn't know these reservoirs existed until recently, and we didn't know they affected global change in a significant ways.

"This study shows that we've been missing a critical component of the marine carbon budget. It shows these geologic reservoirs can release large amounts of carbon from the oceans. Our paper makes the case that this process has happened before and it could happen again."