Il y a plusieurs années, tout en analysant des échantillons de carottes de glace de l'île James Ross en Antarctique, les scientifiques Joe McConnell, Doctorat., et Nathan Chellman, Doctorat., de DRI, et Robert Mulvaney, Doctorat., du British Antarctic Survey a remarqué quelque chose d'inhabituel :une augmentation substantielle des niveaux de noir de carbone qui a commencé vers l'an 1300 et s'est poursuivie jusqu'à nos jours.

Carbone noir, communément appelée suie, est une particule absorbant la lumière qui provient de sources de combustion telles que la combustion de la biomasse (par exemple, les feux de forêt) et, plus récemment, combustion de combustibles fossiles. Travaillant en collaboration avec une équipe internationale de scientifiques du Royaume-Uni, L'Autriche, Norvège, Allemagne, Australie, Argentine, et les États-Unis, McConnell, Chellman, et Mulvaney a entrepris de découvrir les origines de l'augmentation inattendue du noir de carbone capturé dans la glace de l'Antarctique.

Les conclusions de l'équipe, qui a publié cette semaine dans La nature , pointent vers une source improbable :les anciennes pratiques maories de brûlage des terres en Nouvelle-Zélande, menée à une échelle qui a eu un impact sur l'atmosphère dans une grande partie de l'hémisphère sud et a éclipsé les autres émissions préindustrielles de la région au cours des 2 derniers, 000 ans.

« L'idée que les humains à cette époque de l'histoire ont causé un changement aussi important dans le noir de carbone atmosphérique à travers leurs activités de défrichement est assez surprenante, " dit McConnell, professeur-chercheur en hydrologie au DRI qui a conçu et dirigé l'étude. "Nous avions l'habitude de penser que si vous remontiez quelques centaines d'années en arrière, vous seriez en face d'une vierge, monde préindustriel, mais il ressort clairement de cette étude que les humains ont un impact sur l'environnement de l'océan Austral et de la péninsule antarctique depuis au moins 700 ans."

Tracer le noir de carbone jusqu'à sa source

Pour identifier la source du noir de carbone, l'équipe d'étude a analysé un ensemble de six carottes de glace prélevées sur l'île James Ross et l'Antarctique continental à l'aide du système analytique continu unique de carottes de glace de DRI. La méthode utilisée pour analyser le noir de carbone dans la glace a été développée pour la première fois dans le laboratoire de McConnell en 2007.

Alors que la carotte de glace de l'île James Ross montrait une augmentation notable du carbone noir à partir de l'an 1300, avec des niveaux triplant au cours des 700 années qui ont suivi et culminant au cours du 16 ^e et 17 ^e des siècles, les niveaux de noir de carbone sur des sites de l'Antarctique continental au cours de la même période sont restés relativement stables.

Andreas Stohl, Doctorat., de l'Université de Vienne a dirigé des simulations de modèles atmosphériques du transport et du dépôt de carbone noir autour de l'hémisphère sud qui ont soutenu les résultats.

"D'après nos modèles et le modèle de dépôt sur l'Antarctique vu dans la glace, il est clair que la Patagonie, Tasmanie, et la Nouvelle-Zélande étaient les points d'origine les plus probables de l'augmentation des émissions de carbone noir à partir de 1300 environ, " dit Stohl.

Après avoir consulté les enregistrements de paléoincendies de chacune des trois régions, il ne restait qu'une seule possibilité viable :la Nouvelle-Zélande, où les enregistrements de charbon de bois ont montré une augmentation importante de l'activité des feux à partir de l'année 1300 environ. Cette date a également coïncidé avec l'arrivée estimée, la colonisation, et le brûlage ultérieur d'une grande partie des zones boisées de la Nouvelle-Zélande par le peuple maori.

C'était une conclusion surprenante, étant donné la superficie relativement petite de la Nouvelle-Zélande et la distance (près de 4, 500 milles), cette fumée aurait voyagé pour atteindre le site de la carotte de glace sur l'île James Ross.

"Par rapport au brûlage naturel dans des endroits comme l'Amazonie, ou l'Afrique australe, ou en Australie, vous ne vous attendriez pas à ce que les incendies maoris en Nouvelle-Zélande aient un grand impact, mais c'est le cas au-dessus de l'océan Austral et de la péninsule Antarctique, " dit Chellman, stagiaire postdoctoral au DRI. "Être capable d'utiliser les enregistrements de carottes de glace pour montrer les impacts sur la chimie atmosphérique qui ont atteint tout l'océan Austral, et pouvoir attribuer cela à l'arrivée et à la colonisation des Maoris en Nouvelle-Zélande il y a 700 ans était vraiment incroyable."

Impacts de la recherche

Les résultats de l'étude sont importants pour un certain nombre de raisons. D'abord, les résultats ont des implications importantes pour notre compréhension de l'atmosphère et du climat de la Terre. Les modèles climatiques modernes s'appuient sur des informations précises sur le climat passé pour faire des projections pour l'avenir, en particulier sur les émissions et les concentrations de carbone noir absorbant la lumière liées au bilan radiatif de la Terre. Bien qu'il soit souvent supposé que les impacts humains pendant les périodes préindustrielles étaient négligeables par rapport au fond ou au brûlage naturel, cette étude fournit de nouvelles preuves que les émissions provenant des incendies liés à l'homme ont eu un impact sur l'atmosphère terrestre et peut-être sur son climat bien plus tôt, et à des échelles bien plus grandes, qu'on ne l'imaginait auparavant.

Seconde, les retombées de la combustion de la biomasse sont riches en micronutriments tels que le fer. La croissance du phytoplancton dans une grande partie de l'océan Austral est limitée en nutriments, de sorte que les retombées accrues des incendies maoris ont probablement entraîné des siècles de croissance accrue du phytoplancton dans de vastes zones de l'hémisphère sud.

Troisième, les résultats affinent ce que l'on sait du moment de l'arrivée des Maoris en Nouvelle-Zélande, l'un des derniers endroits habitables sur terre à avoir été colonisé par l'homme. Les dates d'arrivée des Maoris basées sur les dates au radiocarbone varient du 13 ^e à 14 ^e siècle, mais la datation plus précise rendue possible par les enregistrements de carottes de glace indique le début d'un brûlage à grande échelle par les premiers Maoris en Nouvelle-Zélande jusqu'en 1297, avec une incertitude de 30 ans.

« À partir de cette étude et d'autres travaux antérieurs que notre équipe a réalisés, comme le 2, La pollution au plomb vieille de 000 ans dans l'Arctique depuis la Rome antique, il est clair que les enregistrements de carottes de glace sont très précieux pour en apprendre davantage sur les impacts humains passés sur l'environnement, " a déclaré McConnell. " Même les parties les plus reculées de la Terre n'étaient pas nécessairement vierges à l'époque préindustrielle. "