Mammifères herbivores, y compris des tatous gros comme des Volkswagen, est devenu plus diversifié en Amérique du Sud il y a environ 6 millions d'années parce que les changements dans la circulation atmosphérique ont entraîné des changements dans le climat et la végétation, selon une équipe de recherche dirigée par l'Université de l'Arizona.

Les géoscientifiques savaient déjà que la Terre se refroidissait il y a 7 à 5,5 millions d'années, une période connue sous le nom de Miocène supérieur.

Cependant, les changements du climat océanique au cours de cette période ont été mieux compris que les changements du climat continental, a déclaré l'auteur principal Barbara Carrapa, professeur et chef du département de géosciences de l'UA.

La nouvelle recherche montre qu'il y a environ 7 à 6 millions d'années, la circulation atmosphérique tropicale globale connue sous le nom de circulation de Hadley s'est intensifiée. Par conséquent, le climat de l'Amérique du Sud est devenu plus sec, les prairies subtropicales se sont étendues et le nombre d'espèces de mammifères capables de manger des herbes a augmenté.

Carrapa et ses collègues ont utilisé un modèle informatique pour déterminer que la circulation de Hadley s'était renforcée à la fin du Miocène, modifier le climat. Ils ont ensuite comparé les prédictions du modèle sur le climat passé avec les archives naturelles des précipitations et de la végétation stockées dans les sols anciens. Les prédictions du modèle étaient en accord avec les archives naturelles.

"Nous avons trouvé une forte corrélation entre ce grand changement dans le climat du Miocène supérieur et la circulation qui a affecté l'écologie - les plantes et les animaux, ", a-t-elle déclaré. "Cela a des implications pour l'évolution de l'écosystème."

Carrapa a déclaré que la nouvelle recherche - un mélange inhabituel de paléontologie des mammifères, la géochimie des sols anciens et les modèles informatiques du climat mondial - fournit une nouvelle compréhension de la fin du Miocène, une époque où des écosystèmes quasi-modernes se sont établis.

Le papier, « Réponses écologiques et hydroclimatiques au renforcement de la circulation de Hadley en Amérique du Sud lors du refroidissement du Miocène supérieur, " par Carrapa, Mark Clementz de l'Université du Wyoming à Laramie et Ran Feng de l'Université du Connecticut à Storrs devrait être publié la semaine du 29 avril dans le Actes de l'Académie nationale des sciences . La National Science Foundation a financé la recherche.

Les géoscientifiques utilisent la géochimie des sols anciens, formes spécifiquement des éléments oxygène et carbone, pour déduire les précipitations et la végétation passées. Les chercheurs pensaient que les précipitations au moment de la formation du sol étaient principalement fonction de la topographie et de l'altitude du site.

Carrapa a voulu tester cette idée en examinant la géochimie des sols anciens à l'échelle continentale. Elle a fait équipe avec son collègue de longue date Clementz, un paléontologue.

Les chercheurs ont compilé les données publiées sur le rapport oxygène-18/oxygène-16 et le rapport carbone-13/carbone-12 à partir de sols anciens couvrant une large partie de l'Amérique du Sud, de 15 degrés de latitude sud à 35 degrés de latitude sud, ou sur le changement de La Paz, Bolivie à Buenos Aires, Argentine. Les changements dans le rapport d'oxygène fournissent des informations sur les précipitations passées, tandis que les changements dans le ratio de carbone indiquent quelles plantes poussaient à l'époque.

Clementz a parcouru la littérature publiée et a fait ce que Carrapa a appelé "... un travail incroyable de rassembler toutes les données afin que nous puissions les examiner de manière globale."

Les résultats étaient surprenants, dit Carrapa. Les changements dans la géochimie du sol au cours du Miocène supérieur ont changé dans les bandes latitudinales du nord au sud, indiquant une cause sous-jacente couvrant une grande partie de l'Amérique du Sud, pas seulement des changements locaux d'altitude ou de topographie.

Les deux chercheurs pensaient que les changements systématiques de la géochimie des sols étaient liés aux changements climatiques, ils ont donc demandé à Feng de les aider en appliquant le modèle climatique mondial qu'elle a utilisé pour la recherche.

Feng a chargé des informations connues sur le climat du Miocène à la fin du Miocène, y compris les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone et les températures océaniques, dans le modèle informatique et lui a ensuite demandé de simuler trois versions différentes du climat du Miocène tardif - pas beaucoup plus frais, glacière, et beaucoup plus frais qu'avant. Dans chaque cas, la simulation a indiqué quelle géochimie du sol se serait produite sous ce régime climatique.

L'équipe a découvert que la géochimie des sols anciens d'Amérique du Sud prédite par le modèle correspond à la géochimie des échantillons de sol réels.

Feng a découvert que la circulation terrestre de Hadley s'était intensifiée il y a 7 à 6 millions d'années.

"Les records compilés par Barbara et Mark pourraient s'expliquer par un changement significatif dans la force de la circulation Hadley, " elle a dit.

Le travail de Feng avec le modèle climatique mondial montre comment le climat passé aurait pu créer les modèles que l'équipe voyait dans la géochimie du sol, dit Clémentz.

Le taux de carbone des sols anciens reflète la végétation de l'époque et indique qu'à la fin du Miocène, les prairies s'étendaient à mesure que le climat changeait.

« À la fin du Miocène, les choses commencent à se dessécher, en particulier dans la zone sud 25-30 degrés, " a-t-il dit. " Il y a aussi une augmentation du nombre d'animaux avec des dents à haute couronne ou à croissance constante. "

Les graminées contiennent de la silice, une substance abrasive, c'est pourquoi les herbivores ont soit des dents à haute couronne, soit des dents qui continuent de pousser. Les mammifères qui sont devenus plus répandus à la fin du Miocène comprenaient des tatous géants et des animaux ressemblant à des rhinocéros, ainsi que des mammifères plus petits, il a dit.

Carrapa a dit, "Regarder les passés géologiques, c'est comme regarder différentes planètes. L'état de la Terre que nous voyons aujourd'hui est très différent de celui d'il y a 10 millions d'années, Il y a 6 millions d'années, c'est une autre planète. Vous avez la possibilité de regarder une autre planète à travers le prisme du temps, et avec les archives géologiques, nous pouvons le faire."