Une équipe internationale de scientifiques, étudier les preuves conservées dans les spéléothèmes d'une grotte côtière, illustrent qu'il y a plus de trois millions d'années, à une époque où la Terre était de deux à trois degrés Celsius plus chaude qu'à l'ère préindustrielle, le niveau de la mer était jusqu'à 16 mètres plus haut qu'aujourd'hui. Leurs résultats représentent des implications importantes pour comprendre et prédire le rythme de l'élévation actuelle du niveau de la mer dans un climat en réchauffement.

Les scientifiques, y compris le professeur Yemane Asmerom et le chercheur scientifique principal Victor Polyak de l'Université du Nouveau-Mexique, l'Université de Floride du Sud, Universitat de les Illes Balears et Columbia University, ont publié leurs conclusions dans l'édition d'aujourd'hui de la revue La nature . L'analyse des dépôts de la grotte d'Artà sur l'île de Majorque en Méditerranée occidentale a produit des niveaux de la mer qui servent de cible pour les futures études de stabilité de la calotte glaciaire, étalonnages des modèles de calotte glaciaire et projections de l'élévation future du niveau de la mer, disaient les scientifiques.

Le niveau de la mer monte en raison de la fonte des calottes glaciaires, comme celles qui couvrent le Groenland et l'Antarctique. Cependant, de combien et à quelle vitesse le niveau de la mer augmentera pendant le réchauffement est une question à laquelle les scientifiques se sont efforcés de répondre. Reconstruire la calotte glaciaire et les changements du niveau de la mer au cours des périodes passées où le climat était naturellement plus chaud qu'aujourd'hui, fournit une expérience de laboratoire à l'échelle de la Terre pour étudier cette question selon l'USF Ph.D. étudiante Oana Dumitru, l'auteur principal, qui a fait une grande partie de son travail de rencontres à l'UNM sous la direction d'Asmerom et Polyak.

"Les modèles contraignants pour l'élévation du niveau de la mer due à l'augmentation du réchauffement dépendent de manière critique des mesures réelles du niveau de la mer passé, " a déclaré Polyak. " Cette étude fournit des mesures très robustes des hauteurs du niveau de la mer au cours du Pliocène. "

« Nous pouvons utiliser les connaissances acquises lors des périodes chaudes passées pour ajuster les modèles de calotte glaciaire qui sont ensuite utilisés pour prédire la réponse future de la calotte glaciaire au réchauffement climatique actuel, " a déclaré le professeur Bogdan Onac du département de géosciences de l'USF.

Le projet s'est concentré sur les dépôts de grottes connus sous le nom de surcroissances phréatiques sur les spéléothèmes. Les dépôts se forment dans des grottes côtières à l'interface entre l'eau saumâtre et l'air des grottes chaque fois que les anciennes grottes ont été inondées par la montée du niveau de la mer. Dans la grotte d'Artà, qui est situé à moins de 100 mètres de la côte, la nappe phréatique coïncide — et était dans le passé — avec le niveau de la mer, dit le professeur Joan J. Fornós de l'Universitat de les Illes Balears.

Les scientifiques ont découvert, analysé, et interprété six des formations géologiques trouvées à des altitudes de 22,5 à 32 mètres au-dessus du niveau actuel de la mer. Un échantillonnage minutieux et des analyses en laboratoire de 70 échantillons ont donné des âges allant de 4,4 à 3,3 millions d'années BP (avant le présent), indiquant que les dépôts de grottes se sont formés à l'époque du Pliocène. Les âges ont été déterminés à l'aide de la datation radiométrique uranium-plomb au Laboratoire d'isotopes radiogéniques de l'UNM.

"Il s'agissait d'une convergence unique entre un cadre naturel parfaitement adapté élaboré par l'équipe de scientifiques des grottes et les développements techniques que nous avons réalisés au fil des ans dans notre laboratoire de l'Université du Nouveau-Mexique, " a déclaré Asmerom. " Des investissements judicieux dans l'instrumentation et les techniques se traduisent par ce genre de dividendes à fort impact. "

"Les changements du niveau de la mer à la grotte d'Artà peuvent être causés par la fonte et la croissance des calottes glaciaires ou par le soulèvement ou l'affaissement de l'île elle-même, " a déclaré Jacky Austermann, professeur adjoint à l'Université Columbia, un membre de l'équipe de recherche. Elle a utilisé des modèles numériques et statistiques pour analyser avec soin l'ampleur du soulèvement ou de l'affaissement qui aurait pu se produire depuis le Pliocène et l'a soustrait de l'élévation des formations qu'ils ont étudiées.

Un intervalle clé d'un intérêt particulier au cours du Pliocène est la période chaude du Piacenzien moyen, il y a environ 3,264 à 3,025 millions d'années, lorsque les températures étaient de 2 à 3° Celsius plus élevées que les niveaux préindustriels. "L'intervalle marque également la dernière fois que le CO2 atmosphérique de la Terre était aussi élevé qu'aujourd'hui, fournir des indices importants sur ce que l'avenir nous réserve face au réchauffement anthropique actuel, " dit Onac.

Cette étude a révélé qu'au cours de cette période, Le niveau moyen mondial de la mer atteignait 16,2 mètres (avec une plage d'incertitude de 5,6 à 19,2 mètres) au-dessus du niveau actuel. Cela signifie que même si le CO2 atmosphérique se stabilise autour des niveaux actuels, le niveau moyen mondial de la mer augmenterait probablement encore au moins aussi haut, sinon plus haut, concluent les scientifiques. En réalité, il est susceptible d'augmenter davantage en raison de l'augmentation du volume des océans due à la hausse des températures.

« Considérant les modèles de fonte actuels, cette élévation du niveau de la mer serait très probablement causée par un effondrement des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique occidental, " a déclaré Dumitru.

Les auteurs ont également mesuré le niveau de la mer à 23,5 mètres plus haut qu'aujourd'hui il y a environ quatre millions d'années pendant l'optimum climatique pliocène, lorsque les températures moyennes mondiales étaient jusqu'à 4 °C supérieures aux niveaux préindustriels. "C'est un scénario possible, si une réduction active et agressive des gaz à effet de serre dans l'atmosphère n'est pas entreprise", dit Asmerom.