L'absence d'oxygène dans les mers délimitée
De nouveaux résultats de recherche montrent : La teneur en oxygène des océans d'autrefois était étonnamment résistante aux changements climatiques.
Le réchauffement climatique, qu'il soit lointain ou actuel, réduit la teneur en oxygène des océans. Il y a plusieurs raisons à cela : plus la température de l'eau de mer est élevée, moins l'oxygène y est soluble. Parallèlement, le réchauffement modifie la circulation océanique et l'activité biologique. Dans les climats plus chauds notamment, les rivières sponsorisent de nombreux nutriments dans la mer, ce qui favorise la croissance du plancton. Lorsque le plancton meurt, il est dégradé par des microbes qui consomment de l'oxygène, créant ainsi des conditions anoxiques dans l'océan.
Afin d'estimer l'étendue des zones sans oxygène dans les océans pendant une période chaude il y a 56 millions d'années, une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'ETH Zurich a examiné des carottes de sédiments provenant de différentes régions marines.
Gr?ce à ces recherches, les chercheurs peuvent désormais montrer dans une nouvelle étude que les zones sans oxygène des fonds marins étaient plus petites qu'on ne le pensait.
L'étude suggère qu'un réchauffement de 5°C au cours de ce que l'on appelle le maximum de température Paléocène-?ocène (PETM) a entra?né des conditions sans oxygène sur les fonds marins, qui se sont étendues à un maximum de deux pour cent des fonds marins mondiaux, soit dix fois la surface actuelle de l'absence d'oxygène. Dans des études antérieures, les scientifiques ont également trouvé des preuves que l'anoxie dans certaines parties de l'océan a endommagé ou même provoqué l'extinction de la vie marine.
"Néanmoins, la bonne nouvelle de notre étude est que le système terrestre était résistant à la perte d'oxygène des fonds marins il y a 56 millions d'années, malgré un réchauffement marqué", explique Matthew Clarkson, auteur principal de l'ETH Zurich.
Un contexte actuel plus pessimiste
Toutefois, les résultats ne peuvent pas être directement appliqués à l'époque actuelle. Ainsi, l'atmosphère du Paléocène contenait plus d'oxygène qu'aujourd'hui. Cela rendait l'anoxie moins probable. Le taux actuel d'émissions de carbone est également beaucoup plus élevé que pendant le PETM. "Enfin, l'homme apporte davantage de nutriments aux océans par le biais des engrais et de la pollution. Cela accélère la perte d'oxygène dans les océans et la dégradation de l'environnement", souligne Clarkson, boursier Marie Curie.
L'humanité ne peut toutefois pas rester les bras croisés : "Bien que les océans aient été plus résistants que nous ne l'avions prévu pendant le PETM, rien ne doit nous détourner de la nécessité urgente de réduire les émissions et de s'attaquer immédiatement à la crise climatique", souligne le co-auteur Tim Lenton, directeur du Global Systems Institute à l'Université d'Exeter.
Isotopes d'uranium comme enregistreur de données
Pour estimer la teneur en oxygène de l'océan pendant le PETM, les chercheurs ont analysé dans les sédiments marins la composition des isotopes de l'uranium, qui reflète la concentration en oxygène. Les isotopes sont différents types du même élément chimique. Ils sont plus ou moins lourds, car ils possèdent le même nombre de protons dans le noyau atomique, mais un nombre différent de neutrons. Les sédiments sans oxygène éliminent l'isotope le plus lourd de l'eau de mer. Les isotopes d'uranium plus légers restent dans l'eau. Il en résulte une signature isotopique typique qui se reflète dans les coquilles calcaires examinées pour cette étude. Les chercheurs ont été surpris de constater que cette signature n'a pratiquement pas changé pendant le PETM. Cela leur a permis de déterminer une limite supérieure pour savoir dans quelle mesure la teneur en oxygène de l'océan a pu changer.
Outre l'ETH Zurich, des équipes de recherche des universités d'Exeter, de Cambridge, de Cardiff et de Royal Holloway ont participé à l'étude.
Ce texte est basé sur un article de l'Université d'Exeter.
Référence bibliographique
Clarkson M, et al. Upper limits on the extent of seafloor anoxia during the PETM from uranium isotopes. Nature Communications, publié en ligne Jan 15th 2021. doi : page externehttps://doi.org/10.1038/s41467-020-20486-5