Une nouvelle étude scientifique révèle que le système de régulation climatique de la Terre pourrait, dans certaines circonstances, réagir de manière excessive. Ce processus, qui vise à compenser le réchauffement global, pourrait potentiellement conduire à des périodes de refroidissement extrême, voire à des ères glaciaires.
Les chercheurs ont identifié un mécanisme de rétroaction jusqu'alors méconnu dans le cycle du carbone terrestre. Ce mécanisme pourrait expliquer des épisodes passés d'ères glaciaires et suggère une dynamique complexe entre le réchauffement climatique actuel et d'éventuels refroidissements futurs.
Points Clés
- Le cycle du carbone océanique influence fortement le climat de la Terre.
- Un afflux de nutriments dans l'océan favorise la croissance du plancton, qui piège le carbone.
- Une désoxygénation des océans peut entraîner un recyclage excessif des nutriments et un enfouissement massif de carbone.
- Ce processus pourrait déclencher un refroidissement planétaire, voire une ère glaciaire.
- L'effet serait probablement moins prononcé aujourd'hui en raison de niveaux d'oxygène atmosphérique plus élevés.
Le cycle du carbone et la régulation naturelle
Pendant des décennies, les scientifiques ont considéré l'altération des roches comme le principal mécanisme de régulation du climat terrestre. Ce processus implique que la pluie, chargée de dioxyde de carbone atmosphérique, réagit avec les roches exposées, en particulier les roches silicatées comme le granite. Cette réaction dissout progressivement les roches.
L'eau de pluie transporte ensuite le CO2 capturé et les minéraux dissous vers l'océan. Là, le carbone se combine avec le calcium pour former des coquillages et des récifs calcaires. Ces formations piègent le carbone au fond de l'océan pendant des millions d'années. C'est un processus lent mais efficace pour retirer le carbone de l'atmosphère.
« À mesure que la planète se réchauffe, les roches s'altèrent plus rapidement et absorbent plus de CO2, ce qui refroidit à nouveau la planète », explique Andy Ridgwell, géologue à l'Université de Californie à Riverside et co-auteur de l'étude.
Fait Intéressant
L'altération des roches est un processus géologique fondamental qui régule le CO2 atmosphérique sur des échelles de temps de millions d'années. Elle joue un rôle crucial dans le maintien d'un climat stable sur Terre.
Un nouveau facteur : l'enfouissement du carbone océanique
Cependant, les archives géologiques montrent que certaines ères glaciaires passées étaient si intenses que presque toute la planète a gelé. Un système d'autorégulation simple, basé uniquement sur l'altération des roches, ne peut pas expliquer de tels événements extrêmes. Un facteur manquant a été identifié : l'enfouissement du carbone dans l'océan.
Lorsque le CO2 atmosphérique augmente et que les températures mondiales grimpent, l'augmentation des précipitations entraîne davantage de nutriments, comme le phosphore, dans la mer. Ces nutriments stimulent la croissance du plancton, qui absorbe le dioxyde de carbone par photosynthèse. Après la mort du plancton, leurs restes coulent au fond de l'océan, emportant le carbone avec eux.
Le rôle du plancton et de l'oxygène océanique
Ce processus modifie l'équilibre climatique à long terme de la planète. Dans un monde plus chaud avec une activité algale accrue, les océans perdent de l'oxygène. Cette désoxygénation provoque un recyclage du phosphore au lieu de son enfouissement. Cela crée une boucle de rétroaction : plus de nutriments dans l'eau entraînent plus de plancton, dont la décomposition supprime encore plus d'oxygène, et plus de nutriments sont recyclés.
Simultanément, des quantités massives de carbone sont enfouies. Ce mécanisme, loin de stabiliser doucement le climat, pourrait entraîner un dépassement, refroidissant la Terre bien en dessous de sa température de départ. Le modèle informatique de l'étude suggère que cela pourrait déclencher une ère glaciaire.
Contexte Historique
Les ères glaciaires extrêmes, parfois appelées « Terre boule de neige », ont eu lieu il y a des centaines de millions d'années. Elles sont caractérisées par une couverture glaciaire presque totale de la planète, ce qui a eu un impact profond sur l'évolution de la vie.
Le thermostat de la Terre s'emballe-t-il ?
M. Ridgwell compare ce phénomène à un thermostat qui travaillerait trop pour refroidir une maison. « En été, vous réglez votre thermostat à environ 25°C. À mesure que la température de l'air extérieur monte pendant la journée, la climatisation évacue l'excès de chaleur à l'intérieur jusqu'à ce que la température ambiante descende à 25°C, puis elle s'arrête », explique-t-il.
Dans cette analogie, le thermostat de la Terre n'est pas cassé, mais il pourrait ne pas se trouver dans la même pièce que l'unité de climatisation, rendant ses performances irrégulières. L'étude montre que des niveaux d'oxygène atmosphérique plus bas dans le passé géologique rendaient ce thermostat beaucoup plus erratique, expliquant ainsi les anciennes ères glaciaires extrêmes.
Implications pour le réchauffement actuel
Aujourd'hui, les activités humaines ajoutent du CO2 à l'atmosphère, entraînant un réchauffement planétaire à court terme. Le modèle des auteurs prévoit qu'un dépassement de refroidissement se produira. Cependant, le prochain sera probablement plus doux car il y a plus d'oxygène dans l'atmosphère maintenant que dans le passé lointain, ce qui atténue la rétroaction des nutriments.
« C'est comme placer le thermostat plus près de l'unité de climatisation », ajoute M. Ridgwell. Malgré cela, cet effet pourrait suffire à avancer le début de la prochaine ère glaciaire. L'étude souligne l'importance de comprendre ces mécanismes complexes pour anticiper les futurs changements climatiques.
Quelques chiffres
- Le CO2 atmosphérique actuel est à des niveaux sans précédent depuis des millions d'années.
- Le phosphore est un nutriment clé limitant la croissance du plancton dans de nombreuses régions océaniques.
- Les modèles climatiques sont essentiels pour simuler les interactions complexes entre l'atmosphère, les océans et la géosphère.
Un avertissement pour l'avenir
« Au final, est-ce que cela importe beaucoup si le début de la prochaine ère glaciaire est dans 50, 100 ou 200 mille ans ? », s'interroge M. Ridgwell. « Nous devons nous concentrer maintenant sur la limitation du réchauffement actuel. Le fait que la Terre se refroidisse éventuellement, de manière plus ou moins instable, ne se produira pas assez rapidement pour nous aider de notre vivant. »
Cette recherche met en lumière l'interdépendance des systèmes terrestres et la nécessité d'une action immédiate pour faire face au changement climatique. Les mécanismes naturels, bien que puissants, opèrent sur des échelles de temps géologiques, bien trop lentes pour résoudre les défis actuels posés par les émissions humaines de gaz à effet de serre.
L'étude, publiée dans la revue Science, met en garde contre une vision simpliste de la régulation climatique. Elle rappelle que le système terrestre est dynamique et peut réagir de manière inattendue face à des perturbations majeures, comme l'augmentation rapide du CO2 que nous observons aujourd'hui.
