Une équipe de scientifiques dirigée par un océanographe de l'Université de Tulane a découvert que les sédiments des profondeurs de la mer révèlent un moyen de mesurer la teneur en oxygène des océans et son lien avec le dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre. Les résultats, publiés le 19 janvier dans la revue Science Advances, aident à expliquer le rôle de l'océan dans les cycles passés de fonte des glaciers et pourraient améliorer les prévisions sur la façon dont le cycle du carbone de l'océan réagit au réchauffement climatique.
Alors que les périodes glaciaires se transforment en un climat plus chaud, les océans régulent le dioxyde de carbone atmosphérique en libérant le carbone stocké dans les profondeurs marines. L’étude montre une corrélation surprenante entre les niveaux mondiaux d’oxygène dans les océans et le dioxyde de carbone atmosphérique depuis la dernière période glaciaire jusqu’à aujourd’hui – et à mesure que le climat se réchauffe, la libération de carbone des profondeurs océaniques est susceptible d’augmenter.
"Cette étude révèle le rôle important de l'océan Austral dans le contrôle des réserves mondiales d'oxygène des océans et du stockage du carbone", a déclaré le chercheur principal Yi Wang, professeur adjoint de sciences de la terre et de l'environnement au Collège des sciences et de l'ingénierie de Tulane. Elle se spécialise en biogéochimie marine et en paléoocéanographie. "Cela aura des implications pour comprendre comment l'océan, en particulier l'océan Austral, affectera de manière dynamique le dioxyde de carbone atmosphérique à l'avenir."
Wang a mené la recherche avec des collègues de la Woods Hole Oceanographic Institution, la principale organisation indépendante à but non lucratif au monde dédiée à la recherche, à l'exploration et à l'éducation océaniques. Elle a travaillé à l'Institut avant de rejoindre l'Université de Tulane en 2023.
L’équipe a analysé les sédiments des fonds marins collectés dans la mer d’Oman pour reconstruire la teneur moyenne en oxygène de l’océan mondial il y a des milliers d’années. Ils ont mesuré avec précision les isotopes du thallium métallique dans les sédiments, ce qui a montré la quantité d'oxygène dissoute dans l'océan mondial lors de la formation des sédiments.
"L'étude de ces isotopes métalliques lors des transitions glaciaires-interglaciaires n'a jamais été réalisée auparavant, et ces mesures nous permettent essentiellement de reconstruire le passé", a déclaré Wang.
Les rapports isotopiques du thallium montrent que l’océan mondial a globalement perdu de l’oxygène au cours de la dernière période glaciaire par rapport à la période interglaciaire actuelle, plus chaude. Leurs recherches montrent que les océans du monde ont connu une désoxygénation pendant un millénaire lors d'un réchauffement soudain dans l'hémisphère nord, et que les océans ont gagné plus d'oxygène lors d'un refroidissement soudain qui est passé de la dernière période glaciaire à aujourd'hui. Les chercheurs ont attribué les changements observés dans l’oxygène des océans à l’évolution de l’océan Austral.
"Cette étude est la première à montrer l'évolution moyenne de la teneur globale en oxygène des océans depuis la transition de la Terre depuis la dernière période glaciaire jusqu'à la période de réchauffement des 10 000 dernières années", a déclaré Sune Nielsen, scientifique associé à l'Institut des sciences de l'Organisation mondiale de la santé et co-auteur de l'étude. "Ces nouvelles données sont en effet importantes car elles montrent que l'océan Austral joue un rôle crucial dans la régulation du dioxyde de carbone atmosphérique. Étant donné que les hautes latitudes sont les zones les plus touchées par le changement climatique anthropique, il est troublant de constater que ces régions ont également un impact important sur le dioxyde de carbone atmosphérique."