Une équipe de géoscientifiques de l'Université de Heidelberg et de l'Institut de technologie de Karlsruhe a combiné les données sur les cernes des arbres avec des informations sur les stalagmites pour obtenir une archive unique permettant d'étudier les changements climatiques naturels au fil des siècles. Les chercheurs ont analysé la composition isotopique de l'oxygène dans des stalagmites formées à partir d'eau calcaire dans une grotte du sud de l'Allemagne. En combinant les données obtenues à partir des cernes des arbres, ils ont pu reconstruire les fluctuations climatiques à court terme sur plusieurs siècles et les relier à des événements environnementaux historiques enregistrés.
Analyse des cernes d’arbres et du climat à court terme
Le Dr Tobias Kluge, géoscientifique à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), explique que jusqu'à présent, les fluctuations climatiques à court terme sur des centaines d'années n'ont pu être analysées qu'à partir des enregistrements des cernes des arbres, combinés à des mesures indépendantes issues de plusieurs études. Les cernes des arbres, dont la taille varie de quelques millimètres, fournissent des informations sur la dynamique des précipitations saisonnières, qui à leur tour indiquent les conditions climatiques au cours de périodes de croissance spécifiques. Selon le Dr Krueger, pendant les années froides, les précipitations estivales peuvent être particulièrement abondantes, tandis que pendant les années chaudes, les hivers peuvent être très humides.
Contrairement aux cernes des arbres, les stalagmites ne sont utilisées que dans des cas particuliers pour mesurer systématiquement les données climatiques et leurs changements annuels. Le facteur décisif a été l'eau de pluie qui s'est infiltrée dans la grotte, sa chaux dissoute formant des stalagmites. Ces eaux de pluie proviennent des précipitations locales des saisons froides et chaudes, chacune ayant une composition isotopique particulière en oxygène. À partir de là, il est possible d’analyser quelles années les précipitations hivernales ou estivales sont dominantes.
Étude de cas : Stalagmite de Kleine Teufelshöhle
Des chercheurs d'Heidelberg et de Karlsruhe ont étudié les stalagmites - des roches ruisselantes qui poussent du fond des grottes - à la "Kleine Teufelshöhle", dans la région de Franconie en Suisse. Le taux de croissance de cette stalagmite est de 1 à 4 centimètres par mille ans, soit environ la largeur d'un cheveu par an. Son taux de croissance est beaucoup plus lent que celui des stalagmites similaires.
Les bandes de croissance des stalagmites sont des centaines de fois plus fines que les anneaux de croissance, de sorte que quelques centimètres seulement de croissance peuvent fournir des données sur les conditions climatiques sur des millénaires. L'Institut des géosciences de l'Université de Heidelberg a mesuré la composition des isotopes de l'oxygène à l'aide d'une sonde ionique. Le professeur Mario Trieloff, directeur du laboratoire de sondes ioniques d'Heidelberg, explique : "L'analyse nécessite des mesures précises dans une zone de croissance de seulement quelques microns par an, ce qui n'est possible qu'avec de grands équipements de recherche de ce type."
Les événements climatiques historiques révélés par les données sur les stalagmites
Les données climatiques obtenues à partir de la stalagmite « Kleine Teufelshöhle » mettent en lumière les événements environnementaux régionaux et mondiaux, rapportent des chercheurs. 1816 fut une année particulièrement froide, connue sous le nom d'« année sans été », en raison de l'éruption du mont Tambora en Indonésie en avril 1815, qui pourrait avoir été exacerbée par une éruption volcanique encore inconnue six ans plus tôt. Les mesures de stalagmites montrent que cette période a été marquée par des étés froids et des hivers humides, qui, combinés à des inondations permanentes, ont conduit à de mauvaises récoltes et à la famine.
Les informations stockées dans les stalagmites fournissent également des preuves de fluctuations climatiques à long terme, telles que le Petit Âge Glaciaire, dont la période centrale a commencé à la fin du XVIe siècle et a duré jusqu'à la fin du XVIIe siècle. Selon les chercheurs, les inondations étaient fréquentes durant cette période, avec des traces historiques dans la ville de Nuremberg, non loin de la « Teufelshöhle ».
Les chercheurs ont vérifié les données climatiques de la grotte en utilisant les archives des cernes des arbres à proximité. Le Dr Kluge de l'Institut des géosciences appliquées du KIT a expliqué que ces données indiquent que les hivers froids et secs ont retardé la fonte annuelle de la neige et de la glace, conduisant à des inondations majeures en peu de temps avec des conséquences catastrophiques.
Source compilée : ScitechDaily