Températures de surface de la mer à faible profondeur, les mers semi-fermées sont aujourd'hui plus chaudes qu'elles ne devraient l'être pour leur emplacement. De nombreuses données de paléotempérature proviennent de paramètres comme ceux-ci, soulevant la possibilité que les anciennes températures suggèrent une ancienne Terre plus chaude. Crédit :Université de Syracuse
Un élément clé lors de la prévision de ce à quoi pourrait ressembler le climat de la Terre à l'avenir est la capacité de s'appuyer sur des enregistrements de température précis du passé. En reconstruisant les gradients de température latitudinaux passés (la différence de température moyenne entre l'équateur et les pôles), les chercheurs peuvent prédire où, par exemple, le courant-jet, qui contrôle les tempêtes et les températures dans les latitudes moyennes (zones tempérées entre les tropiques et les cercles polaires), sera positionné. Le problème est, bon nombre des données existantes sont biaisées vers des régions ou des types d'environnements particuliers, ne pas brosser un tableau complet des anciennes températures de la Terre.
Chercheurs du Département des Sciences de la Terre et de l'Environnement, dont Emily Judd '20 Ph.D., Thonis Family Professeur assistant Tripti Bhattacharya et Professeur Linda Ivany, ont publié une étude intitulée, "Un cadre dynamique pour interpréter les anciennes températures de surface de la mer, " dans la revue Lettres de recherche géophysique , pour aider à expliquer le décalage entre les données paléoclimatiques biaisées par l'emplacement et la «vraie» température moyenne à une latitude donnée à travers l'histoire de la Terre.
Selon Judd, des estimations précises de la température des océans anciens sont vitales car elles constituent le meilleur outil pour reconstruire les conditions climatiques mondiales du passé, y compris des mesures telles que la température globale moyenne et le gradient de température latitudinal. Alors que les modèles climatiques fournissent des scénarios de ce à quoi pourrait ressembler le monde à l'avenir, les études paléoclimatiques (étude des climats passés) donnent un aperçu de ce à quoi ressemblait le monde dans le passé. Voir à quel point les modèles que nous utilisons pour prédire l'avenir peuvent simuler le passé nous indique à quel point nous pouvons être confiants dans leurs résultats. Il est donc de la plus haute importance d'avoir une des données bien échantillonnées du passé antique.
"En comprenant comment les gradients de température latitudinaux ont changé au cours de l'histoire de la Terre et sous différents régimes climatiques, nous pouvons commencer à mieux anticiper ce qui se passera dans le futur, " dit Judd.
Pour déterminer les températures anciennes, les géologues étudient les procurations, qui sont des traces chimiques ou biologiques qui enregistrent les températures des dépôts sédimentaires conservés au fond de la mer ou des continents. En raison du recyclage d'anciens fonds marins dans le manteau terrestre, il y a une « date d'expiration » sur la disponibilité des données du fond marin. La plupart des anciens indicateurs de température proviennent donc de sédiments qui se sont accumulés sur les marges continentales ou dans les mers intérieures peu profondes où les enregistrements peuvent persister beaucoup plus longtemps.
Judd, Bhattacharya et Ivany utilisent les données de température des océans modernes pour révéler des données cohérentes, modèles prévisibles où la surface de l'océan est plus chaude ou plus froide, ou plus ou moins saisonnier, que prévu à cette latitude.
"Les décalages les plus importants se trouvent dans les deux contextes les plus représentés dans le passé géologique, " dit Ivany. " Savoir comment ces régions sont biaisées par rapport à la moyenne mondiale permet aux chercheurs de mieux interpréter les données proxy provenant de l'ancienne Terre. "
Données de faible profondeur, mers semi-restreintes (par exemple, la mer Méditerranée et la mer Baltique) montrent que les températures de surface de la mer sont plus chaudes qu'en pleine mer. Par conséquent, une conclusion clé de leur article théorise que les estimations de la température moyenne mondiale de l'ère paléozoïque (il y a ~ 540-250 millions d'années), une époque où la majorité des données proviennent des mers peu profondes, sont irréalistement chauds.
Même dans le passé géologique le plus récent, l'écrasante majorité des estimations de la température de surface de la mer proviennent de milieux côtiers, dont ils démontrent qu'ils sont également systématiquement biaisés par rapport aux températures de l'océan ouvert.
Afin d'avoir un enregistrement plus précis de la température moyenne de l'océan à une latitude donnée, Bhattacharya dit que les chercheurs doivent tenir compte de la nature incomplète des données de paléotempérature. « Nos travaux mettent en évidence la nécessité pour la communauté scientifique de concentrer les efforts d'échantillonnage sur des environnements sous-échantillonnés, " dit Bhattacharya. " De nouveaux efforts d'échantillonnage sont essentiels pour s'assurer que nous échantillonnons également des paramètres environnementaux uniques pour différents intervalles de l'histoire de la Terre. "
Selon Judd, la communauté paléoclimatique a fait des progrès majeurs vers la compréhension des climats anciens au cours des dernières décennies. Nouveau, plus rapide, et des techniques analytiques moins chères, ainsi qu'une recrudescence des expéditions qui récupèrent des carottes de sédiments océaniques, ont conduit à des compilations massives d'anciennes estimations de la température de surface de la mer. Malgré ces avancées, il existe encore des désaccords importants entre les estimations de température de différents endroits dans le même intervalle de temps et/ou entre les estimations de température et les résultats des modèles climatiques.
« Notre étude fournit un cadre dans lequel réconcilier ces écarts, " dit Judd. " Nous soulignons où, quand et pourquoi les estimations de température pour les mêmes latitudes peuvent différer les unes des autres et comparer les capacités de différents modèles climatiques à reconstruire ces modèles. Notre travail jette donc les bases d'une reconstruction plus holistique et plus robuste du climat mondial à travers l'histoire de la Terre. »