Des échantillons de carottes rocheuses d'une période de réchauffement il y a des millions d'années indiquent que les sols ont contribué à une augmentation rapide des gaz à effet de serre dans l'atmosphère et suggèrent que les modèles climatiques modernes pourraient surestimer la capacité de la Terre à atténuer le réchauffement futur, selon une équipe internationale de scientifiques.

Les chercheurs ont découvert une baisse drastique de la matière organique conservée dans des sections d'échantillons de carottes du maximum thermique paléocène-éocène (PETM), un réchauffement climatique il y a 55,5 millions d'années qui est considéré comme le meilleur analogue du changement climatique moderne.

Les résultats, selon les chercheurs, suggèrent que les sols anciens d'un site du Wyoming moderne ont agi comme une source de dioxyde de carbone atmosphérique, émettre le gaz à effet de serre dans l'atmosphère, et non un lavabo, piéger et stocker le carbone sous terre.

Les chercheurs ont déclaré que cela pourrait signifier des modèles climatiques mondiaux, qui s'attendent à ce que les sols soient un puits, peut surestimer la capacité des écosystèmes terrestres à atténuer les impacts du changement climatique. Cependant, des études supplémentaires sont nécessaires pour voir comment les sols ont réagi au PETM dans d'autres parties du monde, ils ont dit.

"Nous voyons la quantité de carbone chuter de manière drastique, par ordre de grandeur, lors de cet événement PETM, " a déclaré Allison Baczynski, un chercheur postdoctoral en géosciences à Penn State et auteur principal de l'étude. "Alors au moins dans le Wyoming, mes données suggèrent que les sols ont agi comme source, pas un lavabo, pour le dioxyde de carbone, ce qui pourrait fournir de nouvelles informations alors que nous essayons de comprendre où se dirige notre climat. »

L'équipe a rapporté ses découvertes dans le journal Paléocéanographie et Paléoclimatologie . Catherine Freeman, Professeur de géosciences à l'Université Evan Pugh, et le conseiller de Baczynski, est co-auteur.

Les noyaux, foré en 2011 dans le bassin Bighorn au Wyoming, sont les premières carottes terrestres du PETM. Les scientifiques ont découvert que les échantillons contenaient moins de matière organique que prévu, mais, à l'époque, l'équipe manquait d'outils suffisamment sensibles pour mesurer des biomarqueurs spécifiques.

Baczynski a passé des parties de quatre ans à améliorer la sensibilité de l'équipement de deux ordres de grandeur, et en utilisant cet outil, l'équipe a collecté le premier enregistrement de biomarqueurs du PETM à partir d'échantillons de carottes terrestres.

"Avant d'améliorer la sensibilité, nous avons eu des valeurs d'isotopes de carbone avant et après le PETM, mais rien pendant, " Baczynski a déclaré. "Nous avons pu combler cette lacune dans cette étude."

Les chercheurs ont découvert que la section de 130 pieds qu'ils pensent représenter le PETM avait le poids le plus faible de carbone total et de biomarqueurs de n'importe quelle partie du noyau.

"Au moins dans le bassin Bighorn, il apparaît que la température élevée du PETM, précipitations saisonnières intenses, ou une combinaison, accéléré les taux de décomposition de la matière organique de telle sorte qu'ils ont dépassé la productivité des plantes et ont finalement entraîné une réduction du carbone organique du sol pendant le PETM, " a déclaré Baczynski.

Le PETM est marqué par la hausse globale des températures, d'environ 9 à 15 degrés Fahrenheit, et une augmentation rapide du dioxyde de carbone atmosphérique. Le dioxyde de carbone de cette époque a une signature isotopique unique, et les scientifiques peuvent l'identifier dans les fossiles d'arbres et de plantes qui ont absorbé le carbone.

Les scientifiques ont découvert que la section PETM du noyau manquait de preuves de ce processus. À l'aide du nouvel outil, et comparer des échantillons avec des affleurements voisins, les scientifiques pensent que jusqu'à 40 pour cent du noyau peut être composé de carbone fossile plus ancien qui précède le PETM. La région était autrefois une plaine inondable, et les rivières peuvent avoir transporté et déposé le carbone plus ancien, ont dit les scientifiques.

Baczynski a déclaré que l'instrument qu'elle a développé contribuera à des recherches similaires sur les fossiles et a des applications internes pour étudier les matériaux à faible teneur en carbone, comme des échantillons extraterrestres qui pourraient un jour venir de Mars.