Des chercheurs ont découvert un mécanisme régulateur de la Terre, agissant comme un « thermostat » caché. Ce système pourrait influencer le calendrier de la prochaine période glaciaire. L'étude suggère que la planète pourrait « sur-corriger » les déséquilibres climatiques causés par les émissions de dioxyde de carbone (CO2) d'origine humaine. Ce processus accélérerait le retour à des conditions glaciaires, plutôt que de les retarder comme on le pensait auparavant.
Points Clés
- Un nouveau « thermostat » terrestre a été identifié, lié au cycle du phosphore.
- Ce mécanisme est plus rapide que le système de régulation précédemment connu.
- Il pourrait enterrer des quantités importantes de carbone sous les fonds marins.
- Ce thermostat pourrait potentiellement faire arriver la prochaine ère glaciaire à temps.
- Il ne protège pas les populations actuelles des effets du réchauffement climatique.
Un nouveau mécanisme de régulation climatique
Les scientifiques ont longtemps émis l'hypothèse que la Terre possède des mécanismes naturels pour réguler son climat sur de longues périodes géologiques. Depuis les années 1980, la théorie dominante était celle de la rétroaction de l'altération des silicates. Ce processus implique que la pluie capte le CO2 atmosphérique, le dépose sur des roches silicatées, puis le carbone dissous se retrouve dans l'océan, où il forme du calcaire et de la craie, le séquestrant pour des millions d'années.
Ce « thermostat paresseux » agit lentement. Il peut prendre jusqu'à un million d'années pour rééquilibrer les niveaux de CO2 après une perturbation. Cela signifie qu'il ne peut pas expliquer certains événements climatiques rapides, comme les cycles glaciaires et interglaciaires de la Terre, qui se produisent tous les 100 000 ans environ, avec d'importantes variations de CO2 et de température.
Fait Intéressant
Environ 90% de la croûte terrestre est composée de roches silicatées, essentielles au processus d'altération qui régule le CO2 atmosphérique.
Le rôle du phosphore dans le « superchargeur »
Une nouvelle étude, publiée le 25 septembre dans la revue Science, décrit un second « thermostat » beaucoup plus rapide. Ce mécanisme est ancré dans le cycle du phosphore de la Terre. Le phosphore est libéré par l'altération des roches sur terre, puis transporté vers les océans par les cours d'eau. Dans l'océan, il est un nutriment clé pour le phytoplancton, de minuscules organismes photosynthétiques.
Lorsque le phytoplancton meurt, il coule vers le fond de l'océan, emportant avec lui du carbone organique, du phosphore et d'autres nutriments. Ce processus contribue à l'enfouissement du carbone. Dans un monde plus chaud, plus de phosphore est lessivé dans l'océan, ce qui entraîne une prolifération du phytoplancton et, par conséquent, un enfouissement accru de carbone organique.
« Le thermostat du carbone organique est un peu comme le thermostat à silicate, sauf qu'il possède ce superchargeur. »
Andy Ridgwell, professeur de géologie à l'Université de Californie, Riverside
Le mécanisme de rétroaction accéléré
Des océans plus chauds retiennent moins d'oxygène, car l'oxygène devient moins soluble avec l'augmentation des températures. Cette désoxygénation libère le phosphore déposé dans la colonne d'eau, tout en enfouissant le carbone organique dans les sédiments. Le phosphore recyclé retourne ensuite dans la chaîne alimentaire, stimulant davantage la croissance du phytoplancton. Cela crée un cycle de rétroaction positive : plus le monde se réchauffe, plus les océans deviennent productifs, et plus de carbone est séquestré, ce qui refroidit le climat.
Ce cycle est bien plus rapide que l'altération des silicates. Il pourrait enfouir les émissions de carbone d'origine humaine en 100 000 ans, soit plusieurs fois plus vite que le « thermostat paresseux ». Ce mécanisme pourrait expliquer des événements climatiques passés, notamment les périodes où de grandes quantités de carbone organique ont été déposées dans les sédiments océaniques après des périodes de réchauffement intense et d'activité volcanique.
Contexte
L'étude a été inspirée par la thèse de doctorat de Dominik Hülse, qui a calculé la quantité de carbone organique préservée dans les sédiments océaniques lors d'événements climatiques passés. Ses travaux ont révélé un lien entre les niveaux de CO2 atmosphérique et l'enfouissement du carbone organique dans l'océan.
Impact sur les futures ères glaciaires
Les chercheurs estiment que l'activation de ce thermostat du carbone organique pourrait compenser le retard attendu pour la prochaine ère glaciaire. Les recherches antérieures suggéraient que le changement climatique pourrait repousser la prochaine période glaciaire, prévue dans environ 11 000 ans, de dizaines de milliers d'années. Cependant, si ce nouveau mécanisme s'active, les niveaux de CO2 atmosphérique pourraient revenir à des niveaux de base beaucoup plus rapidement, garantissant que la prochaine ère glaciaire arrive à temps.
Il est important de noter que ce thermostat n'offre pas de protection immédiate contre les effets du réchauffement climatique actuel. Dominik Hülse, co-auteur de l'étude, a souligné que ce mécanisme ne nous mettra pas à l'abri du réchauffement climatique dans les 100 ou même 1 000 prochaines années. Il s'agit d'un processus géologique à très long terme.
- La planète pourrait « sur-corriger » le déséquilibre de CO2.
- Ce thermostat agit sur des échelles de temps de 100 000 ans.
- Le cycle du phosphore est central à ce nouveau mécanisme.
- La désoxygénation des océans joue un rôle clé dans le recyclage du phosphore.
Perspectives futures et incertitudes
La manière dont ce second thermostat réagira au changement climatique actuel reste incertaine. Les océans sont aujourd'hui beaucoup plus riches en oxygène que par le passé, ce qui rend un événement de « Terre boule de neige » (une planète entièrement recouverte de glace) peu probable. Cependant, le potentiel de régulation à long terme du climat est significatif.
La découverte de ce thermostat renforce la compréhension des complexes mécanismes de rétroaction de la Terre. Ces processus naturels ont façonné le climat de notre planète pendant des millions d'années. Comprendre leur fonctionnement est essentiel pour modéliser l'avenir climatique de la Terre, même si leurs effets ne se feront sentir que sur des échelles de temps géologiques.
Statistique Clé
Le « thermostat superchargé » du phosphore est plusieurs fois plus rapide que le « thermostat paresseux » des silicates pour enfouir le carbone.
La recherche continue d'explorer les interactions entre les cycles biogéochimiques et le climat. Ces études aident les scientifiques à affiner les modèles climatiques et à mieux prévoir les réponses de la Terre aux perturbations anthropiques. La complexité de ces systèmes souligne l'importance d'une approche holistique pour comprendre l'avenir de notre planète.
