Il n'est plus nécessaire de deviner à quoi ressemblaient les températures océaniques dans le Pacifique tropical reculé il y a des centaines d'années. Les anciens coraux qui y vivaient savent tout.

Une étude en Science dirigé par les chercheurs de l'Université Rice et de Georgia Tech, analyse le dossier archivé par les anciens coraux tropicaux du Pacifique au cours du dernier millénaire. Ce record pourrait aider les scientifiques à affiner leurs modèles sur la façon dont les conditions changeantes dans le Pacifique, notamment des éruptions volcaniques, influencer l'occurrence des événements El Niño, qui sont les principaux moteurs du climat mondial.

Ils ont trouvé le rapport des isotopes d'oxygène séquestrés dans le corail, une mesure précise des températures océaniques historiques, ne montre aucune corrélation entre les estimations des particules de sulfate éjectées dans l'atmosphère par les éruptions volcaniques tropicales et les événements El Niño.

Ce résultat pourrait être particulièrement intéressant pour les scientifiques qui suggèrent que l'ensemencement de l'atmosphère avec des particules bloquant le soleil pourrait aider à inverser le réchauffement climatique.

Selon la climatologue et auteure principale de Rice, Sylvia Dee, les études de modèles climatiques précédentes lient souvent les éruptions volcaniques, qui augmentent les aérosols sulfatés dans l'atmosphère, à des chances accrues d'un événement El Niño. Mais la capacité d'analyser les conditions climatiques sur la base des isotopes de l'oxygène piégés dans les coraux fossiles étend les archives climatologiques dans cette région clé à travers plus de 20 éruptions anciennes. Dee a déclaré que cela permet un test plus rigoureux de la connexion.

"De nombreuses études de modélisation climatique montrent une connexion dynamique où les éruptions volcaniques peuvent déclencher des événements El Niño, " a déclaré Dee. " Nous pouvons exécuter des modèles climatiques plusieurs siècles dans le passé, simuler les éruptions volcaniques du dernier millénaire.

"Mais les modèles ne sont que cela - des modèles - et le record de corail capture la réalité."

Les données sur les coraux que la climatologue de Georgia Tech Kim Cobb et son équipe ont ardemment collectées lors de voyages dans le Pacifique montrent peu de lien entre les volcans connus et les événements El Niño au cours de cette période. Comme les cernes des arbres, ces archives paléoclimatiques détiennent des indicateurs chimiques, les isotopes de l'oxygène, des conditions océaniques au moment de leur formation.

Les données sur les coraux donnent un enregistrement haute fidélité avec une résolution de moins d'un mois, suivi de l'oscillation australe El Niño (ENSO) au cœur du Pacifique tropical central.

Les huit coraux chevauchés dans le temps que Cobb et ses collègues ont récemment étudiés détenaient un record sans ambiguïté des conditions sur 319 ans, de 1146-1465. Ceci et les données d'autres coraux couvrent plus de 500 ans du dernier millénaire et, ils ont écrit, « présente une fenêtre sur les effets des grandes éruptions volcaniques sur le climat tropical du Pacifique. »

Cette période comprend l'éruption de 1257 du mont Samalas, le plus gros et le plus sulfureux du dernier millénaire.

Cobb a déclaré que son laboratoire développait des techniques et élargissait le registre des coraux depuis des années. "Ma première expédition dans les îles remonte à 1997, et depuis lors, mon seul objectif a été d'extraire les meilleurs enregistrements possibles de ces régions, " elle a dit, notant que le laboratoire a publié de nombreux articles sur le sujet, y compris une étude révolutionnaire de 2003 sur ENSO dans la nature.

Cobb a déclaré que la datation des anciens échantillons de corail dépend de la datation précise de l'uranium et du thorium, suivi de milliers d'analyses par spectrométrie de masse d'isotopes d'oxygène de corail à partir de poudres forées tous les 1 millimètre à travers l'axe de croissance du corail. "Cela parle de la reconstruction de la température, ", a-t-elle déclaré. "Nous empruntons 70 ans de travail avec cette chimie particulière pour établir un proxy de température robuste chez les coraux."

Les isotopes oxygène-16 à oxygène-18 révélés par spectrométrie montrent la température de l'eau au moment de la formation du corail, dit Cobb. "Le rapport de ces deux isotopes dans les carbonates est fonction de la température, " dit-elle. " C'est la magie :c'est basé sur la thermodynamique pure. "

"Ce magnifique record de corail est très sensible aux événements El Niño et La Niña en raison de sa localisation, " Dee a ajouté. " Mes collaborateurs ont travaillé pour étendre ce record de corail pour couvrir une période où nous savons qu'il y a eu beaucoup d'éruptions volcaniques explosives, surtout dans la première moitié du millénaire.

"Les scientifiques ont reconstitué le moment de ces éruptions volcaniques à partir des enregistrements de carottes de glace, ", a-t-elle déclaré. "Nous avons comparé le moment des plus grandes éruptions au record de coraux pour voir si les événements de refroidissement volcanique avaient un impact sur le climat tropical du Pacifique."

Seuls certains volcans lancent des particules, en particulier des particules de sulfate, conduisant à un phénomène appelé forçage des aérosols sulfatés - dans la stratosphère, où les particules réfléchissent la lumière solaire entrante et refroidissent la planète à court terme, dit Dee. "Mais l'impact de ce refroidissement sur le Pacifique tropical est incertain, et peut être régionalement hétérogène, " elle a dit.

"Notre étude suggère que le lien (entre les volcans et ENSO) n'existe pas ou, si c'est le cas, il est obscurci par la grande variabilité naturelle du système climatique, " dit Dee. " En général, El Niño est un oscillateur naturel du système climatique. C'est un produit du chaos, comme un Slinky qui va et vient. Il est si fort que le système pourrait être immunisé contre les grandes perturbations climatiques comme le refroidissement volcanique à court terme.

"Incidemment, notre communauté scientifique utilise les mêmes modèles climatiques que nous avons évalués pour estimer la réponse du climat aux schémas de géo-ingénierie et de gestion du rayonnement solaire qui utilisent des aérosols sulfatés, " a déclaré Dee. Cobb et Dee ont qualifié l'étude de mise en garde pour ceux qui étudient la géo-ingénierie. " Il ne fait aucun doute que si nous injectons des aérosols stratosphériques, nous allons refroidir la planète, " a déclaré Cobb. "Cela a été montré et modélisé. Ce que nous essayons de demander, c'est que se passe-t-il d'autre ? Et comment peut-on bien le prévoir ? Notre travail motive vraiment une étude plus approfondie pour étoffer toute la portée des impacts climatiques des aérosols sulfatés. »