De nouvelles recherches suggèrent que la hausse des températures mondiales pourrait paradoxalement entraîner un refroidissement extrême en raison de processus biologiques et océaniques. Les scientifiques ont modélisé comment les blooms d'algues et les cycles de nutriments pourraient piéger le carbone et initier des âges glaciaires. Bien que ce dépassement soit peu susceptible d'aider les efforts climatiques actuels, il met en lumière les dynamiques complexes du système Terre.
Pour une grande partie de l'histoire de la Terre, la lente altération des roches silicatées a été considérée comme le mécanisme principal régulant le climat de la planète. L'eau de pluie absorbe le dioxyde de carbone de l'atmosphère, dissout les roches et transporte le carbone et le calcium vers les océans, où il forme des sédiments durables comme le calcaire. 'Quand la planète se réchauffe, les roches s'altèrent plus rapidement et absorbent plus de CO2, permettant à la Terre de se refroidir à nouveau', explique Dominik Hülse, chercheur au MARUM - Centre des sciences environnementales marines, Université de Brême.
Cependant, ce processus seul ne peut expliquer les périodes où la Terre s'est complètement gelée de pôle à pôle. Une étude publiée dans Science révèle que les boucles de rétroaction biologiques et océaniques jouent un rôle critique. À mesure que les températures augmentent et que le CO2 atmosphérique croît, plus de nutriments comme le phosphore sont entraînés vers les mers, stimulant les blooms d'algues. Ces algues absorbent le carbone par photosynthèse, et en mourant, le font sombrer vers le fond de l'océan.
Dans des conditions plus chaudes, cela mène à une déplétion d'oxygène lors de la décomposition des algues, faisant recycler le phosphore plutôt que de l'enterrer dans les sédiments. Cette rétroaction s'amplifie : plus de nutriments alimentent plus d'algues, qui consomment plus d'oxygène et libèrent des nutriments supplémentaires, piégeant d'énormes quantités de carbone et refroidissant la planète de manière dramatique. Hülse et le co-auteur Andy Ridgwell ont développé un modèle avancé du système Terre intégrant ces interactions. 'Ce modèle du système Terre plus complet ne stabilise pas toujours le climat progressivement après une phase de réchauffement, mais peut surcompenser et refroidir la Terre bien en dessous de sa température initiale -- un processus qui peut encore prendre des centaines de milliers d'années, cependant. Dans le modèle informatique de l'étude, cela peut déclencher une ère glaciaire', déclare Hülse. Avec l'altération silicatée seule, de tels extrêmes étaient impossibles à simuler.
Le modèle indique que des niveaux d'oxygène atmosphérique plus bas dans le passé lointain de la Terre ont intensifié ces rétroactions, provoquant des âges glaciaires sévères. Aujourd'hui, des niveaux d'oxygène plus élevés modéreraient tout dépassement de refroidissement futur dû au réchauffement induit par l'homme. 'Au bout du compte, cela importe-t-il beaucoup si le début de la prochaine ère glaciaire est dans 50, 100 ou 200 mille ans dans le futur ?' demande Ridgwell. 'Nous devons nous concentrer maintenant sur la limitation du réchauffement en cours. Que la Terre se refroidisse naturellement de nouveau ne se produira pas assez vite pour nous aider.' La recherche, soutenue par le Cluster of Excellence MARUM, souligne le rôle de l'océan dans les récupérations climatiques passées.