Selon une nouvelle étude, le Pliocène, une époque géologique qui a atteint des niveaux de CO2 similaires à ceux d’aujourd’hui entre deux et cinq millions d’années, est un bon analogue pour les prévisions climatiques à venir.

L’observatoire du Mauna Loa à Hawaii a récemment enregistré la plus forte concentration de dioxyde de carbone de l’homme. La dernière fois que les niveaux de CO2 ont dépassé les parties 400 par million, c'était au Pliocène, lorsque les océans ont fait un bond en avant de 50 et que les petites calottes glaciaires se sont à peine accrochées aux pôles.

«Le Pliocène n’était pas un monde où l’être humain et nos ancêtres faisaient partie», explique l’auteur principal Jessica Tierney, professeure agrégée de géosciences à l’Université de l’Arizona. "Nous avons commencé à évoluer à la fin."

Une gravure sur bois d'Eduard Riou représente une vue de paysage du Pliocène. L'image a été gravée dans les derniers 1800, lorsque les niveaux de CO2 se situaient autour de 295 ppm. (Crédit: Bibliothèque Bienvenue)

Maintenant que nous avons atteint 415 par million de CO2, Tierney pense que les chercheurs peuvent utiliser le Pliocène pour comprendre les changements climatiques dans un avenir très proche. Des études antérieures ont tenté de le faire, mais une divergence persistante entre les modèles climatiques et les données fossiles de cette partie de l'histoire de la Terre a brouillé les perspectives.

La nouvelle étude en Geophysical Research Letters, qui utilisait un type de données fossiles différent et plus fiable que les études antérieures, résout l’écart entre les simulations de données fossiles et de modèles climatiques.

Changements géniaux

Avant la révolution industrielle, les niveaux de CO2 fluctuaient autour de 280 ppm. Pour ce qui est de la perspective, il a fallu plus de deux millions d’années pour que les niveaux de CO2 diminuent naturellement, passant des niveaux de ppm de 400 aux niveaux préindustriels. En un peu plus de 150 années, l’humanité a fait rebondir ces niveaux.

Les mesures indirectes antérieures des températures de surface de la mer pliocène ont amené les scientifiques à conclure qu’une Terre plus chaude rendait l’océan tropical tropical collé à un régime météorologique équatorial appelé El Niño.

Normalement, lorsque les alizés balayent les eaux de surface chaudes de l'océan Pacifique d'est en ouest, des eaux chaudes s'accumulent dans l'est du Pacifique, refroidissant le côté ouest de l'océan d'environ 7 à 9 degrés Fahrenheit. Mais au cours d’un El Niño, la différence de température entre l’est et l’ouest tombe à un peu moins de 2, ce qui influe sur les conditions météorologiques dans le monde, y compris dans le sud de l’Arizona. El Niños se produit généralement tous les trois à sept ans, dit Tierney.

Le problème est que les modèles climatiques du Pliocène, qui incluaient les niveaux CO2 de 400 ppm, ne semblaient pas simuler un El Niño permanent sans apporter des modifications géniales et irréalistes aux conditions du modèle.

«Ce document a été conçu pour revisiter ce concept de El Niño permanent et voir s'il s'oppose réellement à une nouvelle analyse des données», dit-elle. "Nous trouvons que ça ne tient pas."

Thermomètres gras pour la température pliocène

Il y a quelques années, les scientifiques ont découvert qu'il était possible de déduire les températures passées en se basant sur l'analyse chimique d'un type spécifique de coquille fossilisée d'un type de plancton appelé foraminifera.

«Nous n’avons pas de thermomètres pouvant aller au Pliocène, nous devons donc utiliser des données indirectes», explique Tierney.

Depuis lors, les scientifiques ont appris que la chimie des océans pouvait fausser les mesures des foraminifères. Tierney et son équipe ont donc utilisé une mesure indirecte différente: la graisse produite par un autre plancton appelé coccolithophores. Lorsque l'environnement est chaud, les coccolithophores produisent un type de graisse légèrement différent de celui qui règne lorsqu'il fait froid et les paléoclimatologues peuvent lire les modifications de la graisse, conservée dans les sédiments océaniques, afin de déduire les températures à la surface de la mer.

«Il s’agit d’un moyen très courant et fiable d’analyser les températures passées. C’est pourquoi beaucoup de personnes ont effectué ces mesures au Pliocène. Nous avons des données du monde entier », déclare Tierney. «Nous utilisons à présent ce thermomètre à graisse qui, à notre connaissance, ne présente pas de complications et nous sommes certains de pouvoir obtenir un résultat plus propre.»

'Tout vérifie'

Les chercheurs ont constaté que la différence de température entre les côtés est et ouest du Pacifique avait diminué, mais pas suffisamment pour être qualifiée d'El Niño permanent à part entière.

«Nous n'avions pas de El Niño permanent, donc c'était une interprétation un peu extrême de ce qui s'est passé. Mais il y a une réduction de la différence est-ouest - c'est toujours vrai. "

Le Pacifique est devenu plus chaud que le Pacifique occidental, ce qui a provoqué le ralentissement des alizés et modifié le régime des précipitations. Des endroits secs comme le Pérou et l'Arizona auraient pu être plus humides. Ces résultats du Pliocène concordent avec ce que les futurs modèles climatiques ont prédit, à la suite de niveaux de CO2 atteignant 400 ppm.

Ceci est prometteur car les données indirectes correspondent maintenant aux modèles climatiques pliocènes. "Tout vérifie", dit Tierney.

Cependant, le Pliocène a eu lieu à un moment de l'histoire de la Terre où le climat se refroidissait lentement. Aujourd'hui, le climat se réchauffe très vite. Peut-on vraiment s'attendre à un climat similaire?

«Aujourd'hui, le niveau de la mer et les calottes glaciaires ne correspondent pas tout à fait au climat du Pliocène, c'est parce qu'il faut du temps pour que les calottes glaciaires fondent», explique Tierney.

"Cependant, les changements dans l'atmosphère qui se produisent en réponse à CO2 - comme les changements dans les alizés et les régimes de précipitations - peuvent certainement se produire au cours de la vie humaine."

Source: Mikayla Mace pour Université de l'Arizona

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