Les stalagmites des cavernes du lac Shasta (LSC) - situées dans le nord de la Californie dans une importante zone climatique de transition entre le nord-ouest du Pacifique et le sud-ouest des États-Unis - contiennent des indices géochimiques pour aider les chercheurs à comprendre comment le climat a changé à la fin de la dernière période glaciaire (14, 000—37, il y a 000 ans) et prédire ce qui peut arriver au milieu des changements climatiques des temps modernes.

Une sorte de spéléothème, les stalagmites sont des formations rocheuses impressionnantes faites de carbonate de calcium qui poussent vers le haut à partir du sol des grottes. Ils peuvent mettre des milliers d'années à se développer; des gouttelettes d'eau qui font le lent voyage de l'eau de pluie à travers la terre et finalement s'égouttent à travers les fractures des plafonds des grottes jusqu'au sol. Jessica Oster, professeur agrégé de sciences de la terre et de l'environnement et paléoclimatologue, mesuré les propriétés géochimiques au sein des stalagmites, y compris les isotopes stables de l'oxygène et du carbone au LSC pour comprendre comment les facteurs climatiques et environnementaux de la région ont changé pendant et après la dernière période glaciaire.

L'article, "Les enregistrements de stalagmites multi-proxy du nord de la Californie révèlent des modèles dynamiques d'hydroclimat régional au cours du dernier cycle glaciaire, " a été publié en ligne dans la revue Examens de la science quaternaire le 24 juin. Il est disponible en téléchargement gratuit jusqu'au 13 août.

Alors que les scientifiques travaillent depuis plus d'un siècle pour reconstituer l'histoire climatique de l'ouest des États-Unis, les nombreuses chaînes de montagnes et les microclimats qui s'étendent sur la région contribuent aux grandes variations des changements climatiques passés dans cette région. Il est remarquable d'avoir un record de LSC dans le nord de la Californie en raison de son emplacement à la frontière entre le sud-ouest des États-Unis et le nord-ouest du Pacifique, deux parties de l'ouest des États-Unis qui connaissent aujourd'hui des climats différents et ont réagi différemment au changement climatique dans le passé.

L'un des avantages des spéléothèmes en tant qu'enregistreurs du changement climatique est qu'ils peuvent être datés avec précision et précision en mesurant les isotopes d'uranium et de thorium piégés dans la stalagmite au fur et à mesure de sa croissance. Cet outil de rencontre très puissant fonctionne jusqu'à 500, 000 ans avant le présent, beaucoup plus loin dans le passé que la datation au radiocarbone, qui plafonne à 50, 000 ans. Oster et ses collaborateurs ont daté deux stalagmites et analysé leur géochimie. Ils ont constaté que la quantité de précipitations à LSC variait rapidement dans le passé, parallèlement aux changements climatiques connus pendant et après la dernière période glaciaire qui ont été notés dans d'autres enregistrements paléoclimatiques dans tout l'hémisphère nord. Ils ont également constaté qu'il y avait des périodes où le climat près de LSC était plus similaire au climat du nord-ouest du Pacifique, et d'autres périodes où il ressemblait plus au sud-ouest, indiquant que l'emplacement de la limite entre ces zones n'a peut-être pas toujours été situé là où nous le comprenons aujourd'hui.

Les variations importantes et rapides des précipitations enregistrées dans les stalagmites LSC démontrent que le climat du nord de la Californie est sensible aux changements qui se produisent ailleurs dans le monde, et que les précipitations dans cette zone peuvent augmenter ou diminuer en réponse à des changements relativement faibles du climat mondial. En particulier, Oster a pu relier les changements climatiques identifiés au LSC, un site naturel national situé à deux heures et demie au nord de Sacramento, avec celles du record climatique de référence pour l'hémisphère nord, les enregistrements des carottes de glace du Groenland. Il est plausible que si les changements climatiques au Groenland et au nord de la Californie étaient liés à l'époque, ils peuvent être liés maintenant (actuellement la calotte glaciaire du Groenland fond rapidement).

"Nos résultats nous offrent des indices sur le comportement du système climatique de la région et sur les précipitations en Californie en réponse aux changements climatiques qui peuvent déjà être en cours dans le monde, " a déclaré Oster. "Nous pouvons utiliser cette recherche qui regarde en arrière pour regarder en avant. Ceci est extrêmement important car l'environnement semi-aride autour des cavernes du lac Shasta est sensible aux changements de précipitations et le lac Shasta voisin est le plus grand réservoir d'eau de l'État. Tout changement dans les précipitations autour du lac Shasta a le potentiel d'avoir un impact sur les ressources en eau de l'ensemble de l'État de Californie."

Alors que nous entrons dans un territoire climatique inconnu, Les modèles à grande échelle qui aident à orienter la communauté mondiale ne fournissent souvent pas suffisamment d'informations à l'échelle régionale sur ce à quoi les communautés locales devraient être préparées. Avoir un solide dossier paléoclimatique fournit un cadre précieux pour comprendre comment un climat régional a changé dans le passé et ce qui pourrait arriver dans le futur.

Le projet, qui a commencé comme la thèse de maîtrise de l'étudiant Izzy Weisman et a bénéficié des contributions de plusieurs étudiants de premier cycle d'Oster, a ouvert les portes à de futures recherches, y compris le développement de reconstructions quantitatives de la façon dont les précipitations ont changé dans le passé, qui sera d'une grande utilité pour les planificateurs locaux de la ville et des ressources. Ce travail intéresse également les scientifiques de l'environnement qui examinent les réponses aux changements climatiques dans des régions présentant des caractéristiques géologiques similaires à travers le monde.