Depuis que les scientifiques ont déterminé pour la première fois que le dioxyde de carbone atmosphérique (CO 2 ) était significativement plus faible pendant les périodes glaciaires que pendant les phases chaudes, ils ont cherché à découvrir pourquoi, théorisant que cela peut être une fonction de la circulation océanique, glace de mer, la poussière ou la température chargées de fer.

Pourtant, aucun modèle informatique basé sur des preuves existantes n'a été en mesure d'expliquer pourquoi le CO 2 les niveaux étaient jusqu'à un tiers inférieurs lorsqu'une période glaciaire s'est installée.

Une nouvelle étude publiée cette semaine dans Avancées scientifiques fournit des preuves convaincantes d'une solution - la combinaison de la variation de la température de l'eau de mer et du fer provenant de la poussière des continents de l'hémisphère sud.

"De nombreuses études passées qui ont analysé les températures des océans ont supposé que les températures des océans se sont refroidies au même rythme sur l'ensemble du globe - environ 2,5 degrés (Celsius), " a déclaré Andreas Schmittner, climatologue à l'Oregon State University et co-auteur de l'étude. "Quand ils exécutaient leurs modèles, la température ne représentait donc qu'une faible quantité de CO atmosphérique 2 diminuer.

"Nous savons maintenant que les océans se sont beaucoup plus refroidis dans certaines régions, jusqu'à cinq degrés (C) dans les latitudes moyennes. Étant donné que l'eau froide a un degré plus élevé de CO 2 solubilité, il avait le potentiel d'absorber beaucoup plus de carbone de l'atmosphère que les études précédentes ne le comptaient – ​​et il a réalisé plus de ce potentiel. »

Schmittner et ses collègues estiment que des températures océaniques plus froides représenteraient environ la moitié de la diminution du CO 2 pendant le dernier maximum glaciaire ou la hauteur de la dernière période glaciaire. Un autre tiers environ, ils disent, a probablement été causée par une augmentation de la poussière chargée de fer provenant des continents et "fertilisant" la surface de l'océan Austral. Une augmentation du fer stimulerait la production de phytoplancton, absorbant plus de carbone et le déposant au plus profond de l'océan.

Les modèles des chercheurs suggèrent que cette combinaison représente plus des trois quarts de la quantité réduite de CO atmosphérique 2 durant la dernière période glaciaire. Lors du dernier maximum glaciaire, CO 2 les niveaux étaient d'environ 180 parties par million, alors que les niveaux en 1800 après JC—juste avant la révolution industrielle—étaient d'environ 280 parties par million.

Schmittner a déclaré que la quantité restante de carbone réduit peut être attribuable aux variations de la disponibilité des nutriments et/ou de l'alcalinité des océans.

"L'augmentation du fer est probablement due à la glace qui a érodé le paysage en Patagonie, Australie et Nouvelle-Zélande, extraire le fer des roches et du sol, " a déclaré Schmittner. " Comme il faisait très froid et sec, le fer aurait été ramassé par le vent et déposé dans l'océan.

"Notre modèle tridimensionnel de l'océan global concorde bien avec les observations des sédiments océaniques du dernier maximum glaciaire, ce qui nous donne une grande confiance dans les résultats."

Les chercheurs disent que lorsque la Terre s'est refroidie au cours de la dernière période glaciaire, les océans se sont également refroidis naturellement, sauf près des régions polaires, qui étaient déjà aussi froids qu'ils pouvaient l'être sans geler. Pendant les phases chaudes, la différence de températures de surface des océans entre les hautes latitudes et les moyennes latitudes était significative.

Alors que l'eau plus chaude se déplace vers l'Antarctique et commence à se refroidir, la chaleur perdue va dans l'atmosphère, augmenter le potentiel de l'océan à absorber le CO 2 .

"C'est comme quand on sort une bière du réfrigérateur, " Schmittner a dit. " Comme il se réchauffe, les bulles sortent. Le dioxyde de carbone est un gaz, et il peut se dissoudre dans l'eau ainsi que pénétrer dans l'océan depuis l'atmosphère, et il est plus soluble dans l'eau plus froide. Mais ce processus prend du temps et donc l'océan ne réalise pas tout son potentiel pour absorber le CO 2 dans ces eaux autour de l'Antarctique qui remplissent une grande partie de l'océan profond."

Lorsque les océans des latitudes moyennes ont commencé à se refroidir, ils ont commencé à absorber plus de CO 2 de l'atmosphère, et émet moins car l'eau plus froide contient plus de CO 2 soluble.

"C'était la combinaison parfaite qui peut expliquer presque exactement pourquoi le CO 2 les niveaux étaient environ un tiers inférieurs pendant les périodes glaciaires, " a déclaré Schmittner.