Pourquoi les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmentent et diminuent en conjonction avec les périodes chaudes et froides du passé de la Terre ? Les scientifiques tentent de répondre à cette question depuis de nombreuses années, et grâce aux indices chimiques laissés dans les carottes de sédiments extraites des profondeurs des fonds océaniques, ils commencent à assembler les pièces de ce puzzle.

Des recherches récentes suggèrent qu'il y a eu un stockage accru du carbone respiré dans l'océan profond lorsque les niveaux de concentrations de dioxyde de carbone atmosphérique étaient inférieurs aux niveaux actuels. Mais de nouvelles recherches menées par un scientifique de l'Université A&M du Texas sont allées encore plus loin, révélant pour la première fois des informations sur les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique dans les années 50, 000 ans avant la dernière glaciation.

"L'une des plus grandes inconnues sur le climat passé est la cause de la variabilité du dioxyde de carbone atmosphérique au cours des cycles mondiaux chaud-froid, " a déclaré Franco Marcantonio, auteur principal de l'étude et professeur et chaire Jane et Ken R. Williams '45 au département de géologie et de géophysique de Texas A&M. « Ici, nous avons étudié le « comment » de faire varier le dioxyde de carbone avec le « où », à savoir, l'océan Pacifique équatorial oriental, qui est une région importante de l'océan mondial où, aujourd'hui, une quantité importante de dioxyde de carbone est exhalée dans l'atmosphère et les taux de croissance du phytoplancton les plus élevés sont observés."

La recherche a été publiée récemment dans Rapports scientifiques , une revue de recherche sur la nature.

Pour examiner les anciens niveaux de dioxyde de carbone, Marcantonio et une équipe de chercheurs ont analysé une carotte de sédiments du plancher océanique extraite des profondeurs de l'océan Pacifique équatorial oriental. Le noyau de 10 mètres de long s'étend sur environ 180, 000 ans, et la chimie des couches de sédiments offre aux scientifiques une fenêtre sur les climats passés. Les mesures chimiques qu'ils effectuent servent de proxy pour les niveaux d'oxygène de la mer profonde.

Mesurer d'infimes traces d'isotopes d'uranium et de thorium, l'équipe a pu associer des périodes de stockage accru de carbone respiré (et de faibles niveaux d'oxygène en haute mer) avec des périodes de diminution des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique mondial au cours des 70 dernières années, 000 ans.

"En comparant notre enregistrement sédimentaire haute résolution de l'oxygénation des grands fonds dans le Pacifique équatorial oriental avec d'autres zones du Pacifique et de l'océan Austral, nous constatons que l'océan Pacifique, comme l'océan Austral, est un emplacement pour le stockage du carbone respiré dans les océans profonds pendant les périodes de diminution des concentrations atmosphériques mondiales de CO2, " dit-il. " Surtout, nous avons imposé des contraintes sur la localisation dans la colonne d'eau de l'étendue du réservoir de carbone stocké respiré pendant les périodes froides.

« La compréhension de la dynamique passée du cycle du carbone de la Terre est d'une importance fondamentale pour informer et guider l'élaboration des politiques sociétales dans un monde en réchauffement avec des niveaux croissants de dioxyde de carbone atmosphérique. »

Les co-auteurs de l'étude étaient Ryan Hostak, un ancien étudiant diplômé du Texas A&M qui a obtenu sa maîtrise en géologie en 2019 ; Jennifer E. Hertzberg, qui a obtenu son doctorat. en océanographie de Texas A&M en 2015 et est maintenant chercheur postdoctoral au Département de la Terre, Sciences de l'océan et de l'atmosphère à l'Université Old Dominion; et Matthew W. Schmidt, professeur agrégé d'Océan, Sciences de la Terre et de l'atmosphère à Old Dominion. Marcantonio et ses collègues ont conçu l'étude, lui et Hostak ont ​​effectué les analyses isotopiques, et l'équipe a interprété les données.

"En réalisant des études similaires dans des sédiments couvrant une plus large bande de l'océan Pacifique profond, nous pourrons cartographier spatialement l'étendue de ce bassin profond passé de carbone respiré, " Marcantonio a dit, dans l'attente des recherches futures.