Une nouvelle étude d'une période ancienne considérée comme l'analogue naturel le plus proche de l'ère des émissions de carbone humaines modernes a révélé qu'un volcanisme massif a envoyé de grandes vagues de carbone dans les océans pendant des milliers d'années, mais que la nature n'a pas réussi à égaler ce que les humains font aujourd'hui. L'étude estime que les humains introduisent maintenant l'élément trois à huit fois plus vite, ou peut-être même plus. Les conséquences pour la vie à la fois dans l'eau et sur terre sont potentiellement catastrophiques. Les résultats paraissent cette semaine dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences .

Des chercheurs de l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia ont examiné les conditions océaniques il y a 55,6 millions d'années, un temps connu sous le nom de maximum thermique paléocène-éocène (PETM). Avant ça, la planète était déjà considérablement plus chaude qu'elle ne l'est aujourd'hui, et le CO montant 2 les niveaux du PETM ont fait grimper les températures de 5 à 8 degrés C (9 à 14 degrés F). Les océans ont absorbé de grandes quantités de carbone, provoquant des réactions chimiques qui ont rendu les eaux très acides, et tuant ou portant atteinte à de nombreuses espèces marines.

Les scientifiques connaissent la poussée de carbone PETM depuis des années, mais jusqu'à maintenant, ont hésité sur ce qui l'a causé. En dehors du volcanisme, les hypothèses ont inclus la dissolution soudaine du méthane gelé (qui contient du carbone) des boues des fonds océaniques, ou même une collision avec une comète. Les chercheurs ont également été incertains de la quantité de dioxyde de carbone présente dans l'air, et donc combien les océans ont absorbé. La nouvelle étude renforce à la fois la théorie des volcans, et la quantité de carbone qui a été libérée dans l'air.

La recherche est directement pertinente pour aujourd'hui, a déclaré l'auteur principal Laura Haynes, qui a fait la recherche en tant qu'étudiant diplômé à Lamont-Doherty. "Nous voulons comprendre comment le système terrestre va réagir à un CO rapide 2 émissions maintenant, " dit-elle. " Le PETM n'est pas l'analogue parfait, mais c'est la chose la plus proche que nous ayons. Aujourd'hui, les choses vont beaucoup plus vite. » Haynes est maintenant professeur adjoint au Vassar College.

Jusqu'à maintenant, les études marines du PETM se sont appuyées sur de rares données chimiques provenant des océans, et des hypothèses basées sur un certain degré de conjectures que les chercheurs ont introduites dans les modèles informatiques.

Les auteurs de la nouvelle étude ont abordé les questions plus directement. Ils l'ont fait en cultivant de minuscules organismes marins à coque appelés foraminifères dans de l'eau de mer qu'ils ont formulée pour ressembler aux conditions hautement acides du PETM. Ils ont enregistré comment les organismes ont absorbé l'élément bore dans leurs coquilles pendant la croissance. Ils ont ensuite comparé ces données avec des analyses de bore provenant de foraminifères fossilisés dans les carottes des fonds océaniques du Pacifique et de l'Atlantique qui s'étendent sur le PETM. Cela leur a permis d'identifier les signatures isotopiques du carbone associées à des sources de carbone spécifiques. Cela indiquait que les volcans étaient la principale source - probablement d'éruptions massives centrées autour de ce qui est maintenant l'Islande, à l'ouverture de l'océan Atlantique Nord, et le nord de l'Amérique du Nord et le Groenland séparés du nord de l'Europe.

Les chercheurs disent que les impulsions de carbone, que d'autres estiment a duré au moins 4, 000 à 5, 000 ans, ajouté jusqu'à 14,9 quadrillions de tonnes métriques de carbone dans les océans, soit une augmentation des deux tiers par rapport à leur contenu précédent. Le carbone serait venu du CO 2 émis directement par les éruptions, la combustion des roches sédimentaires environnantes, et du méthane jaillissant des profondeurs. Comme les océans ont absorbé le carbone de l'air, les eaux sont devenues très acides, et est resté ainsi pendant des dizaines de milliers d'années. Il est prouvé que cela a tué une grande partie de la vie sous-marine, et probablement d'autres créatures marines aussi.

Aujourd'hui, les émissions humaines font monter en flèche le dioxyde de carbone dans l'atmosphère, et les océans en absorbent à nouveau une grande partie. La différence est que nous l'introduisons beaucoup plus rapidement que les volcans, en quelques décennies au lieu de millénaires. Les niveaux atmosphériques sont passés d'environ 280 parties par million dans les années 1700 à environ 415 aujourd'hui, et ils sont sur la bonne voie pour continuer à augmenter rapidement. Les niveaux atmosphériques seraient déjà beaucoup plus élevés si les océans n'en absorbaient pas autant. Comme ils le font, l'acidification rapide commence à stresser la vie marine.

"Si vous ajoutez du carbone lentement, les êtres vivants peuvent s'adapter. Si vous le faites très vite, c'est un très gros problème, " a déclaré le co-auteur de l'étude Bärbel Hönisch, géochimiste à Lamont-Doherty. Elle a souligné que même au rythme beaucoup plus lent du PETM, la vie marine a connu des morts importantes. "Le passé a vu des conséquences vraiment désastreuses, et cela n'augure rien de bon pour l'avenir, " dit-elle. " Nous dépassons le passé, et les conséquences vont probablement être très graves."