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Posté par Adrien le Mardi 29/08/2017 à 00:00
Réchauffement climatique: le CO2 atmosphérique n'a pas toujours été le coupable
Le CO2 atmosphérique est le facteur principal du réchauffement climatique actuel. Mais ce forçage opère-t-il à toutes les échelles de temps ? Une équipe de chercheurs du Laboratoire de géologie de Lyon: terre, planètes et environnement (CNRS/Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1/ENS de Lyon) a montré que si le CO2 atmosphérique est un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...) majeur des variations de température à l'échelle du millier ou de la dizaine de milliers d'années, il n'en est pas de même à l'échelle du million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) d'années durant le Crétacé (-145 à -66 millions d'années). L'article vient d'être publié dans la revue Scientific Reports.

La forte augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique de ces dernières décennies inquiète car ce gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le...) est le principal moteur du changement climatique. Etudier son évolution avant l'apparition de l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) et sur le long terme permet de mieux comprendre les facteurs et les mécanismes du changement climatique actuel. A partir de ces recherches il sera éventuellement possible de prédire précisément le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...) de notre planète dans un futur proche, car les dynamiques climatiques à grande échelle temporelle modulent considérablement celles se déroulant à petite échelle temporelle. Dans la dernière décennie, les scientifiques ont confirmé que le CO2 a été le facteur principal des variations de la température au cours de l'histoire de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...). Toutefois, est-ce un paradigme acceptable pour toutes les échelles temporelles et tous les modes climatiques de notre planète ?

La réponse est aujourd'hui apportée par des fossiles de plantes et leurs cuticules (couches de cires qui recouvrent et protègent les organes aériens), contenus dans les sédiments d'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme...) occidentale et exceptionnellement préservés depuis plusieurs dizaines de millions d'années. Une équipe de chercheurs du Laboratoire de géologie de Lyon a minutieusement sélectionné et analysé 360 cuticules fossiles du conifère Frenelopsis correspondant à 12 intervalles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) du Crétacé enregistrés dans des gisements de Belgique, d'Espagne et de France. La sélection d'un seul genre de plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des...) ayant vécu en Europe occidentale dans des écosystèmes équivalents permet tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) autant de se décharger des facteurs environnementaux locaux que des signatures isotopiques qui peuvent varier d'une espèce de plante à l'autre. Ainsi, l'enregistrement fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou le simple moulage d'un animal ou d'un...) de la teneur en CO2 atmosphérique permet d'obtenir un résultat global. Par ailleurs, ces fossiles conservent un pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent »)...) élevé en carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) fixé pendant leur vie (La vie est le nom donné :), en absorbant du CO2 atmosphérique ; leur composition en carbone reflète donc directement celle présente dans l'atmosphère au moment de la photosynthèse.


Vue en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) d'une cuticule du conifère fossile Frenelopsis utilisé pour reconstituer la concentration en CO2 atmosphérique au Crétacé. © A. Barral
Les spécialistes en géochimie et paléobotanique ont utilisé cette relation directe ainsi que des mesures de la composition en isotopes stables du carbone (13C/12C) de ces cuticules fossiles pour retracer l'évolution de la concentration en CO2 atmosphérique sur une durée de 45 millions d'années au cours du Crétacé.

La comparaison des fluctuations du CO2 atmosphérique retracées à partir de ces estimations avec des courbes des changements de température a révélé de fortes baisses du CO2 atmosphérique (200-300 ppm), couplées à de fortes hausses de la température moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de...) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) du globe (5-8°C) à l'échelle de quelques millions d'années.

Ces résultats montrent que si le CO2 peut être un moteur principal de la production primaire et de la température à l'échelle du millier d'années, il ne peut pas expliquer les variations de température à des échelles de temps plus longues lors d'une période où domine l'"effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le...) " qui a été le mode climatique dominant (>70%) au cours du Phanérozoïque. Ainsi, le CO2 atmosphérique apparaît comme une conséquence à long terme de la production primaire globale sur Terre plutôt qu'un moteur du changement climatique à l'échelle du million d'années.

Cette étude constitue donc un avancement dans la connaissance du rôle que peut avoir le CO2 atmosphérique sur le climat de la Terre en soulignant l'importance de l'échelle temporelle d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de...) de la relation entre ce gaz à effet de serre et la température. La production primaire globale doit être prise en compte comme un facteur fondamental pour comprendre les dynamiques climatiques passées et futures de la Terre.

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Source: CNRS-INSU