Cycle accéléré du carbone marin forcé par le dégazage tectonique au cours de l’optimum climatique du Miocène

(a) Emplacements des sites discutés dans cette étude, mettant en évidence le nouveau site IODP U1505 (étoile rouge). (b et c) Aperçu du δ benthique ¹⁸ O et δ ¹³ C enregistre l'évolution des calottes polaires (ombre grise). (d) Taux de production de la croûte océanique mondiale avec des intervalles de confiance de 95 %. (e) CO₂ atmosphérique reconstitué niveaux dérivés de l’isotope du bore et de l’alcénone. La présence du groupe de basalte du fleuve Columbia (CRBG) est représentée par un rectangle orange (f et g). Sensibilité à l'excentricité du δ benthique ¹⁸ O et δ ¹³ C (*S_ecc* -δ ¹⁸ O et *S_ecc* -δ ¹³ C) à partir de sites IODP/ODP sélectionnés. (h) Relation de phase évolutive entre δ ¹⁸ O et δ ¹³ C enregistre dans les bandes 405-ka. Seuls les résultats avec une cohérence>0,6 sont présentés. Les relations de phase positive et négative indiquent que δ ¹⁸ O avance et retarde δ ¹³ C, respectivement. L'ombrage jaune marque la période pendant laquelle δ ¹³ C mène δ ¹⁸ O pendant le MCO. Crédit :*Bulletin scientifique* (2024). DOI :10.1016/j.scib.2023.12.052

Dans une publication récente dans le Science Bulletin , une équipe multidisciplinaire d'auteurs de l'Université de Tongji, du Deuxième Institut d'océanographie (Ministère des ressources naturelles), de l'Institut de l'environnement terrestre (Académie chinoise des sciences) et de l'Université d'Utrecht rapporte pour la première fois que les apports massifs de carbone provenant du volcanisme et des fonds marins la propagation a eu un impact sur les relations de phase orbitale entre le cycle du carbone et le changement climatique.

Les changements passés du climat et du cycle du carbone ont été documentés par la composition isotopique stable de l’oxygène et du carbone des foraminifères benthiques, car ils sont des indicateurs du climat-cryosphère et des transferts de carbone entre l’océan et d’autres réservoirs, respectivement. De plus, les changements globaux du climat et de la cryosphère et le cycle du carbone marin étaient considérablement régulés par l'excentricité, l'obliquité et la précession orbitale de la Terre, le cycle de 405 000 ans ayant un effet particulièrement prononcé.

Lorsque la Terre était glaciée par des calottes glaciaires unipolaires en Antarctique au cours de l'Oligocène et du Miocène, il y a environ 34 à 6 millions d'années, les variations du climat global, de la cryosphère et du cycle du carbone marin présentaient un comportement presque en phase sur des échelles de temps d'excentricité.

(a) Comparaison entre le CNTR et le SCEN 1, (b) le CNTR et le SCEN 2 et (c) le CNTR et l'INT. Les forçages de modélisation incluent les changements dans l'ETP, l'apport de carbone par dégazage tectonique (Tg=10¹² g), et la fraction de carbone organique enfoui. Les sorties du modèle présentées ici sont le CO₂ atmosphérique. concentrations et le δ ¹³ C du carbone inorganique dissous dans les eaux de fond. La relation de phase évolutive entre le δ ¹³ C_CNTR et le δ ¹³ C_{SCEN1/SCEN2/INT} au cycle de 405 ka est affiché. Crédit :*Bulletin scientifique* (2024). DOI :10.1016/j.scib.2023.12.052

Sur cette base, un décalage de phase modéré mais notable du cycle du carbone marin par rapport aux changements climat-cryosphère d'environ 19,2 mille ans a été observé. Ce décalage de phase a été attribué au temps de séjour relativement long du carbone dans l'océan.

Cependant, grâce à une analyse de phase évolutive dans le temps de nouveaux enregistrements et de publications à haute résolution d'oxygène et d'isotopes de carbone des foraminifères benthiques à travers l'océan mondial, les auteurs constatent que les variations du cycle du carbone marin ont conduit le climat-cryosphère d'environ 17 000 ans en moyenne. pendant l'optimum climatique du Miocène, il y a environ 17 à 14 millions d'années.

Cela correspond à l'apparition du basalte du déluge du fleuve Columbia et à l'expansion rapide des fonds marins mondiaux, une période au cours de laquelle des quantités massives de carbone provenant de sources profondes ont été libérées dans l'atmosphère.

(a) Les maxima d'excentricité peuvent provoquer un rétrécissement du volume de glace de l'Antarctique et une augmentation ¹⁶ O (oxygène isotopiquement léger) transféré vers l’océan. Simultanément, l'intensification des moussons et l'altération continentale peuvent transporter davantage d'alcalinité et de nutriments vers l'océan, libérant ainsi davantage de ¹² Carbone enrichi en C dans les profondeurs marines. (b) Pendant les minima d'excentricité, les processus opposés se produisent. Par conséquent, les δ benthiques ¹⁸ O-δ ¹³ Les interactions C sont presque en phase aux cycles d'excentricité. (c) Cohérence interspectrale et angles de phase entre les δ parallèles ¹⁸ O et δ ¹³ Enregistrements C des sites IODP/ODP 1146, U1337, U1338 et U1505 pour l'intervalle MCO, et ils montrent que les variations du δ benthique ¹³ C mènent ceux de δ ¹⁸ O dans les bandes de 405 ka. En général, le temps de séjour relativement long du carbone dans les profondeurs océaniques facilite la présence de δ benthiques. ¹⁸ O par rapport à δ ¹³ C. L'effet de serre MCO a probablement accéléré la réponse du cycle du carbone marin au forçage d'excentricité, générant le δ ¹³ C-plomb-δ ¹⁸ Ô scénario. Crédit :*Bulletin scientifique* (2024). DOI :10.1016/j.scib.2023.12.052

D'autres analyses de sensibilité et simulations de modèles suggèrent que le CO₂ atmosphérique élevé Les concentrations et l'effet de serre qui en résulte ont renforcé le cycle hydrologique des basses latitudes pendant le climat optimal du Miocène, accélérant la réponse du cycle du carbone marin au forçage d'excentricité via une altération chimique accrue et un enfouissement du carbone organique.

Par conséquent, les processus climatiques tropicaux ont joué un rôle dominant dans la régulation du cycle du carbone marin lorsque le climat de la Terre était dans un régime chaud.

Cette étude fournit des arguments solides pour lier les événements tectoniques de longue durée aux changements à l'échelle orbitale du système de surface de la Terre.

Plus d'informations : Fenghao Liu et al, Cycle accéléré du carbone marin forcé par le dégazage tectonique au cours de l'optimum climatique du Miocène, Science Bulletin (2024). DOI :10.1016/j.scib.2023.12.052

Fourni par Science China Press

Début des négociations sur un traité mondial sur le plastique au Canada

CloudSat de la NASA termine sa mission en scrutant le cœur des nuages

La nature