Réchauffement climatique - leçons inquiétantes du passé

Anonim

Il y a cinquante six millions d'années, la Terre a connu un épisode exceptionnel de réchauffement climatique. En très peu de temps, à une échelle géologique, dans 10 à 20 000 ans, la température moyenne a augmenté de cinq à huit degrés, revenant à son niveau initial quelques centaines de milliers d’années plus tard. Sur la base de l'analyse des sédiments du versant sud des Pyrénées, des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) ont mesuré l'impact de ce réchauffement sur les crues et les paysages environnants. L'amplitude des inondations a été multipliée par huit, et parfois même par un facteur de 14, et les paysages végétalisés ont peut-être été remplacés par des plaines arides et caillouteuses. Leurs conclusions inquiétantes, qui seront publiées dans Scientific Reports, montrent que les conséquences d’un tel réchauffement pourraient avoir été beaucoup plus importantes que prévu par les modèles climatiques actuels.

"La méthode sur laquelle nous nous sommes appuyés pour analyser ce réchauffement climatique est directement inspirée de la signalisation cellulaire en biologie des systèmes, où les chercheurs analysent la réponse des cellules aux stimuli externes et à la transmission du signal", explique Sébastien Castelltort, professeur au Département des sciences de la Terre. la Faculté des sciences de l'UNIGE et responsable de l'étude. "Nous nous intéressons à la manière dont un système, en l’occurrence le cycle hydrologique à travers le comportement des rivières, réagit à un signal externe, ici, le réchauffement climatique." Ce projet portait sur un cas climatique extrême bien connu des scientifiques: un réchauffement de cinq à huit degrés survenu il y a 56 millions d'années entre le Paléocène et l'Eocène, également connu sous l'acronyme PETM (Paléocène-Eocène Thermal Maximum). Nommé Système de signalisation de surface terrestre (ESSS), ce projet est soutenu par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS).

Palmiers aux latitudes polaires

Dès les années 1970, les scientifiques ont observé une forte anomalie dans le rapport entre les isotopes stables du carbone (δ13C), due à l’augmentation relative de la proportion de l’isotope léger (12C) par rapport à l’isotope lourd (13C). le cycle du carbone, à la fois dans les océans et sur les continents, associé à un réchauffement climatique et à ses conséquences spectaculaires. Les palmiers ont prospéré aux latitudes polaires et certains planctons marins, tels que le dinoflagellé Apectodinium, normalement limité aux eaux tropicales, se sont soudainement répandus dans le monde entier. Les géologues utilisent ce type d’observation comme de véritables «paléothermomètres» qui, dans ce cas, montrent une augmentation de la température de l’eau de surface qui a atteint presque 36 degrés par endroits, une température mortelle pour de nombreux organismes. Plusieurs phénomènes sont cités comme causes possibles de ce réchauffement climatique, de l’activité volcanique intense dans plusieurs régions du globe à cette période à la déstabilisation des hydrates de méthane, ces «glaçons» au méthane qui ne restent stables que dans certaines conditions de pression et de température. et qui en dégazant aurait libéré leur gaz à effet de serre.

Mais si l'événement est connu et que ses causes ont été largement explorées, qu'en est-il des conséquences? "La question est importante, car il existe une analogie évidente avec le réchauffement climatique actuel. Il y a des leçons à tirer de cet événement, d'autant plus que la hausse des températures à laquelle nous assistons semble être beaucoup plus rapide", souligne Sébastien Castelltort.

Des galets qui révèlent l'histoire des rivières

Les Pyrénées espagnoles offrent des sédiments qui permettent d'observer les anciens canaux de la rivière et de déterminer leur taille. Chen Chen, étudiant au doctorat au Département des sciences de la Terre de la Faculté des sciences de l’UNIGE, affirme que des milliers de galets de rivière ont été mesurés sur le terrain. Peu à peu, grâce à la relation directe entre la taille des galets et la pente des rivières, les chercheurs ont pu calculer leur vitesse d’écoulement et leur débit. Ils ont donc dévoilé toute l’histoire de ces fleuves et celle des changements spectaculaires qui les ont touchés.

Il y a cinquante six millions d'années, les Pyrénées se formaient et leurs contreforts étaient traversés par de petits canaux isolés dans une plaine inondable où ils déposaient des alluvions très fertiles, favorisant le développement d'une végétation dont les racines ancreraient le sol. En quittant le piémont pyrénéen, ces petites rivières se sont ensuite dirigées vers l’Ouest vers l’Atlantique, alors à environ 30 kilomètres.

"Avec le réchauffement de la planète, le paysage a complètement changé. Les inondations, qui se produisent en moyenne tous les deux ou trois ans et dont nous avons pu mesurer le débit, ont été 14 fois plus importantes que lorsque le climat était plus frais" explique Sébastien Castelltort. Au cours du PETM, les cours d’eau changeaient constamment de cap, ils ne s’adaptaient plus aux décharges accrues en incisant leur lit, mais ils s’élargissaient, parfois de façon spectaculaire, de 15 à 160 mètres de large dans les cas les plus extrêmes. Au lieu d'être piégées dans les plaines d'inondation, les alluvions étaient transférées directement vers l'océan et la végétation semblait disparaître. Le paysage s'est transformé en vastes plaines de gravier arides, traversées par des rivières éphémères et torrentielles.

Beaucoup plus de risques que prévu

Les scientifiques ne savent toujours pas comment les régimes de précipitations ont changé, mais ils savent que ce réchauffement a entraîné des inondations plus intenses et une saisonnalité accrue, avec des étés nettement plus chauds. Une évaporation plus élevée a entraîné une augmentation inattendue de la magnitude de la crue. Un degré d’augmentation de la température implique une augmentation de 7% de la capacité de l’atmosphère à retenir l’humidité, et ce ratio est généralement utilisé pour évaluer l’augmentation des précipitations. "Mais notre étude montre qu'il existe des seuils, des évolutions non linéaires qui vont au-delà de ce ratio. Avec un ratio de 14 pour l'ampleur des inondations, nous sommes confrontés à des effets que nous ne comprenons pas facteurs globaux qui ne sont pas encore intégrés dans les modèles climatiques actuels: notre étude prouve que les risques associés au réchauffement planétaire peuvent être beaucoup plus importants que ce que nous pensons généralement », conclut Sébastien Castelltort.

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