Il y a des millions d'années, le feu a balayé la planète, alimenté par une atmosphère riche en oxygène dans laquelle même les forêts humides brûlaient, selon de nouvelles recherches menées par les scientifiques de CU Boulder.

L'étude, publié aujourd'hui dans Géosciences de la nature , fournit des preuves géochimiques montrant que les incendies de forêt se sont considérablement étendus, potentiellement brûler jusqu'à 30 ou 40 pour cent des forêts mondiales au cours d'un 100, intervalle de 000 ans il y a plus de 90 millions d'années. Alors que les incendies d'aujourd'hui sont exacerbés par la sécheresse, ils ont constaté que les incendies de forêt au cours de cette période ont augmenté même dans les régions humides en raison des changements climatiques mondiaux.

"L'étude de cette période de l'histoire de la Terre peut faire la lumière sur la façon dont la Terre moderne et future pourrait se comporter sous le changement global, " dit F. Garrett Boudinot, auteur principal et récent doctorat. diplômé du Département des sciences géologiques.

Boudinot a analysé des échantillons d'une carotte rocheuse qui s'étend sur ce que l'on appelle l'événement anoxique océanique 2 (OAE2) au Crétacé, il y a environ 94 millions d'années. Il a découvert qu'une quantité accrue de carbone enfoui dans les océans au début de cet événement était associée à des indications d'incendies de forêt, qui pourrait avoir été causée par une augmentation de l'oxygène dans l'atmosphère.

"L'une des conséquences d'avoir plus d'oxygène dans l'atmosphère est qu'il est plus facile de brûler des incendies, " dit Boudinot. " C'est la même raison pour laquelle vous soufflez sur des braises pour allumer un feu. "

De grandes quantités de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, un peu comme ce que la Terre devrait connaître d'ici 2100, ont déclenché ce cycle.

Pour 50, 000 ans avant le début de l'OAE2, les algues et les plantes terrestres ont attiré ce carbone dans les océans par photosynthèse, provoquant une augmentation de la respiration microbienne, qui a conduit certaines parties des océans à devenir pauvres ou même dépourvues d'oxygène, connu sous le nom d'anoxie. Ce même processus existe aujourd'hui dans les eaux où trop de nutriments se retrouvent au même endroit, comme l'embouchure du Mississippi, où l'excès de ruissellement d'engrais s'accumule et nourrit les algues - qui sont ensuite mangées par des microbes qui consomment de l'oxygène, créant une zone morte. Dans ces sortes d'eaux anoxiques, le carbone organique stocké dans l'atmosphère est enfoui dans les sédiments, tandis que l'oxygène qui faisait partie du dioxyde de carbone (CO 2 ) est rejeté dans l'atmosphère.

Après 100, 000 ans de cet événement d'anoxie océanique - qui a été intensifié par le réchauffement des températures - les sédiments océaniques du monde entier avaient stocké suffisamment de carbone organique pour que l'atmosphère soit devenue riche en oxygène, à tel point que cela aurait pu faciliter le brûlage de jusqu'à 40 pour cent des forêts de la planète, même dans les régions humides et humides.

La planète subit aujourd'hui une transformation similaire à celle du début de ce cycle, le dioxyde de carbone s'accumule dans l'atmosphère et les nutriments s'accumulent dans l'océan. Si ces mêmes schémas continuent, l'histoire pourrait se répéter à l'avenir, seulement des siècles à des millénaires à partir d'aujourd'hui.

"Cela souligne que le fait de mettre du dioxyde de carbone dans l'atmosphère et des nutriments dans l'océan n'augmente pas seulement potentiellement les températures mondiales. Cela a des impacts significatifs sur la biogéochimie fondamentale ou l'écologie de la planète, comme la façon dont les forêts réagissent au feu, " dit Boudinot, qui travaille maintenant dans la sensibilisation au Colorado Wildlife Council.

Un mystère dans l'histoire de la Terre

Boudinot n'a jamais eu l'intention d'analyser la carotte de roche, foré dans l'Utah, pour les restes d'incendies de forêt. Il a été foré pour mieux comprendre les autres éléments divers de l'OAE2, y compris la façon dont les écosystèmes marins ont réagi au changement global à cette époque de l'histoire de la Terre.

Mais il menait également une autre expérience en même temps, en utilisant une méthode analytique pour identifier les traceurs moléculaires des incendies de forêt dans des échantillons de roche provenant d'autres époques et d'autres endroits. Ces traceurs sont dits polycycliques, Hydrocarbures aromatiques, ou HAP, parfois appelés « HAP pyro ».

Dans le noyau rocheux de l'Utah se trouvaient des schistes noirs chargés de matière organique préservée il y a près de 94 millions d'années, quand cette partie du pays était couverte de mer. Alors Boudinot a pensé pourquoi pas ? Et j'ai effectué ces mêmes tests sur la carotte de roche OAE2, constatant qu'il contenait une quantité importante de ces pyro HAP.

"Ces molécules organiques servent essentiellement de fossiles moléculaires, " a déclaré Julio Sepúlveda, auteur principal de l'étude, professeur de sciences géologiques et membre de l'Institut de recherche arctique et alpine.

Ces molécules sont également liées à la température du feu lui-même. Ils ont indiqué des incendies à haute température, créés par les incendies de forêt.

L'intervalle d'OAE2 avec plus d'incendies a également été un mystère pour les géologues. Non seulement ces nouvelles données géochimiques sont solides, mais il représente également une évolution détaillée de l'événement, chaque point de données représentant une période de temps plus courte. Cela permet aux scientifiques de mieux comprendre comment le stockage du carbone dans les océans est lié aux niveaux d'oxygène dans l'atmosphère et aux températures mondiales, et le rythme auquel ces rétroactions climatiques peuvent se produire.

Alors que les scientifiques soupçonnent l'activité volcanique d'être la raison pour laquelle il y avait tant de dioxyde de carbone dans l'atmosphère avant le début de cet événement de l'histoire de la Terre, Boudinot voit des parallèles avec la quantité de dioxyde de carbone que les humains émettent aujourd'hui.

"Cette découverte met en évidence les impacts prolongés du changement climatique. Le changement climatique que nous causons maintenant, ce n'est pas quelque chose où si nous ne le réparons pas, seuls nos petits-enfants devront s'en occuper, " a déclaré Boudinot. " L'histoire du changement climatique dans l'histoire de la Terre nous dit que les impacts sont vraiment durables. "