Fig. 1. Reconstruction paléogéographique du Pliocène précoce (4,5 Ma) montrant les sites de forage en haute mer (ODP et IODP) discutés dans cette étude. Au total, 25 enregistrements de paléoproductivité de 18 sites (principalement de basse latitude) ont été compilés (symboles fermés). D'autres sites en eaux profondes (symboles ouverts) et enregistrements terrestres de la Chine centrale (carrés) ont été évalués mais n'ont pas été inclus dans les compilations finales de données. Les régions d'upwelling modernes (pérennes et équatoriales) sont indiquées en orange. EAM :Mousson d'Asie de l'Est (zone ombragée en vert). PF :Front polaire (océan Austral ; ligne pointillée). Carte générée sur www.odsn.de (page web consultée en 2020). Crédit :DOI :10.1038/s41467-021-27784-6
En forant profondément dans les sédiments du fond de l'océan, les chercheurs peuvent voyager dans le temps. Une équipe de recherche dirigée par l'Université d'Uppsala présente maintenant de nouveaux indices sur le moment et la raison pour laquelle une période souvent appelée «floraison biogénique» s'est terminée brusquement. Les changements dans la forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil peuvent avoir joué un rôle dans ce changement dramatique.
Les systèmes océaniques sains contiennent des producteurs primaires sains, tels que les diatomées d'algues unicellulaires et les coccolithophores, qui soutiennent toute autre vie dans les océans à travers les réseaux trophiques marins. Les producteurs primaires libèrent également de l'oxygène et régulent le climat en absorbant du CO2 et la liaison du carbone dans des composants solides enfouis dans les sédiments des grands fonds marins, ce qui constitue une solution efficace à long terme pour l'élimination du carbone de l'atmosphère.
La plupart de ces algues utilisent la lumière du soleil, le CO2 et des nutriments inorganiques pour développer leur masse corporelle. Cependant, ces nutriments sont rapidement épuisés dans les eaux de surface éclairées par le soleil, s'ils ne sont pas reconstitués par le mélange océanique ou renouvelés par l'apport des rivières.
Tout au long de l'histoire de la Terre, les paléoocéanographes reconstituent les changements de la productivité primaire en examinant les restes d'algues enfouis dans les sédiments des fonds océaniques. Bien que seule une petite fraction de la production d'eau de surface soit enregistrée dans les sédiments marins, à des échelles de temps géologiques, les changements dans l'accumulation de sédiments biogéniques (y compris les écailles calcaires des coccolithophores et les coquilles siliceuses des diatomées) sont liés aux changements passés de la productivité des océans.
Il est important de comprendre quels facteurs influencent la productivité des océans à l'échelle mondiale, mais aussi à quelle vitesse ce système complexe peut réagir aux changements environnementaux.
Pendant de nombreuses décennies, les géoscientifiques ont connu une longue période de temps où la productivité des océans était beaucoup plus élevée qu'aujourd'hui. Cela s'est produit entre la fin du Miocène et le début du Pliocène (il y a de 9 à 3,5 millions d'années) et la période est souvent appelée la «floraison biogénique». Cependant, à ce jour, les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement les raisons pour lesquelles la productivité était tellement plus élevée dans le passé, ou pourquoi cette période a pris fin.
Un groupe de scientifiques collaborant avec Boris-Theofanis Karatsolis, un Ph.D. étudiant à l'Université d'Uppsala, a combiné plusieurs carottes de forage de sédiments en eaux profondes de tous les principaux océans pour étudier ce qui a causé la fin de la haute productivité des océans. En utilisant le forage océanique scientifique, il est possible d'opérer dans des eaux aussi profondes que 4 kilomètres et de forer encore 1 kilomètre dans les sédiments, récupérant des millions d'années d'histoire océanique.
Les sédiments étudiés par Karatsolis et ses collègues ont été récupérés entre 200 et 350 mètres sous le fond marin sur le plateau nord-ouest de l'Australie. Les chercheurs ont mesuré les taux d'accumulation de particules biogéniques et ont combiné leurs données avec celles précédemment recueillies à l'aide de méthodes similaires à 16 endroits supplémentaires. La précision des âges de chaque ensemble de données a d'abord été évaluée de manière critique, afin de garantir des comparaisons fiables entre les différentes régions.
Leurs résultats montrent que la productivité a chuté brusquement il y a 4,6 millions d'années sous les tropiques. Une explication possible de cette diminution rapide peut impliquer une réduction de l'intensité de la mousson d'Asie de l'Est et une diminution de l'apport de nutriments fluviaux, coïncidant avec des changements dans la forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil.
L'étude ajoute de nouvelles pièces au puzzle plus vaste, mais les mécanismes derrière cet événement nécessiteront une étude plus approfondie.
"Comprendre le rythme naturel des événements passés fournit un bon outil de mesure comparative des changements que nous observons dans notre environnement aujourd'hui", déclare Boris-Theofanis Karatsolis.
