Les anneaux de croissance des coquilles de palourdes contiennent des indices sur le potentiel imminent pour un point de basculement dans l'effondrement du climat.
Une nouvelle étude analysant les traces chimiques dans les anneaux de croissance des coquilles de palourdes renforce les préoccupations croissantes concernant la stabilité d'un courant de l'océan atlantique nord qui aide à maintenir le climat mondial.
Les résultats, publiés jeudi dans Science Advances, ont examiné les changements dans l'océan au sud du Groenland au cours des 150 dernières années et ont constaté que l'afflux d'eau douce a perturbé le gyre sous-polaire, qui distribue la chaleur océanique, depuis les années 1950.
La recherche est un autre signe que le chauffage climatique causé principalement par la pollution des combustibles fossiles pousse le climat vers des points de basculement dangereux, hors de «l'espace opérationnel sûr» pour les humains, a déclaré l'auteur principal Beatriz Arellano-Nava, chercheur à l'Exeter sur le climat.
Un affaiblissement ou une fermeture du gyre sous-polaire et des courants connexes affaiblirait le transport vers le nord de la chaleur océanique des tropiques aux latitudes plus élevées, avec des impacts différents par région. Les tropiques éprouveraient une chaleur plus extrême sur la terre et des vagues de chaleur océaniques encore pires que celles qui tuent déjà des milliards d'organismes marins, des étoiles de mer aux oiseaux marins. L'augmentation du niveau de la mer dans la plupart des tropiques s'accélérerait également de l'expansion thermique, le réchauffement des océans gonflant plus haut sur les rivages.
Pendant ce temps, il y aurait probablement un refroidissement régional dans l'Atlantique Nord, a déclaré Arellano-Nava, et plus extrêmes en Europe: des étés plus chauds, des hivers plus froids et des inondations et des sécheresses pires, ainsi que des changements dans les modèles de précipitations mondiales.
La gamme complète des impacts n'est pas bien étudiée et l'intensité dépendrait de la quantité de différentes parties du système actuel s'affaiblir. Une étude 2024 a augmenté les enjeux, montrant que les impacts d'une fermeture à grande échelle des courants de chaleur dans l'Atlantique Nord pourraient déclencher le chaos climatique dans l'hémisphère nord.
Plusieurs des récents projets de recherche d'Arellano-Nava, y compris la nouvelle étude, se concentrent sur l'identification des signes d'alerte précoce des points de basculement du climat, qui sont essentiellement des changements irréversibles dans les systèmes de la Terre tels que les courants océaniques, les glaciers, les récifs coralliens ou les forêts. Essayer de trouver des panneaux d'alerte précoce est crucial car une fois que les principaux points de basculement sont violés, il est trop tard pour agir, a-t-elle déclaré.
La recherche s'est concentrée sur l'océan de l'Atlantique Nord au sud-est et au sud-ouest du Groenland, connu sous le nom de gyre subpolaire. Là, les vents conduisent une grande «structure de circulation tridimensionnelle dans laquelle l'eau est transportée dans l'océan profond en spirale», a déclaré Anders Levermann, responsable de la science de la complexité au Potsdam Institute for Climate Impact Research.
Le gyre, a-t-il dit, «est une partie centrale de la formation des eaux profondes qui maintient le courant de renversement méridional de l'Atlantique (AMOC).» L'AMOC est un système complexe de courants qui secoue de l'eau chaude et froide horizontalement et verticalement entre l'Arctique et l'Antarctique.
Levermann n'était pas un auteur de la nouvelle étude, mais il a contribué à des recherches clés au point de basculement en 2007 montrant que «théoriquement, le gyre subpolaire de l'Atlantique Nord peut verser d'un état fort à un état beaucoup plus faible, qui est essentiellement désactivé.»
La nouvelle étude a confirmé ces résultats par une analyse de la largeur et de la composition chimique des anneaux de croissance dans les palourdes et autres bivalves.
«En réponse au changement climatique anthropique, les deux systèmes risquent de passer un point de basculement», ont écrit les auteurs du nouvel article, notant que l'effondrement affaiblirait le transport vers le nord de la chaleur océanique avec un refroidissement régional dans l'Atlantique Nord, les temps plus fréquents en Europe et les changements dans les schémas de précipitations mondiaux.
« Les disques bivalve sont vraiment incroyables », a déclaré Arellano-Nava. «Ils sont comme les anneaux d'arbres de la mer. Ils offrent un record continu et résolu annuellement des conditions océaniques.»
Les isotopes d'oxygène variables montrent des changements dans l'eau de mer liés à la température et l'influence des différentes masses d'eau, ce qui aide à montrer les changements dans la circulation océanique, a-t-elle déclaré. La largeur des anneaux de croissance indique aux scientifiques la température, l'approvisionnement en aliments aux fonds marins et la dynamique de la circulation qui apportent des nutriments, a-t-elle ajouté.
Les changements dans les anneaux sont clairs une fois qu'un point de basculement a été traversé, a-t-elle déclaré, expliquant que lors d'une transition vers une période climatique plus froide dans l'hémisphère nord il y a quelques centaines d'années, le changement de valeurs d'isotopes d'oxygène reflétait des conditions plus froides et une influence plus forte des eaux arctiques. Et les bandes de croissance sont devenues plus étroites, indiquant à la fois des températures plus basses et une disponibilité alimentaire réduite.
Levermann, chercheur de l'Institut Potsdam, a déclaré que le nouvel article est remarquable car il fournit des preuves directes que les circulations de l'océan vitales peuvent se déplacer dans un nouvel État dans des conditions océaniques et atmosphériques actuelles, pas seulement dans un modèle théorique ou dans des conditions climatiques anciennes très différentes.
« Trouver de telles preuves récentes de basculement dans un grand système océanique est inquiétant et soutient la littérature de plus en plus grande sur les points de basculement de l'Antarctique au Groenland et dans la forêt tropicale d'Amazon », a-t-il déclaré.
Tim Lenton, directeur du Global Systems Institute de l'Université d'Exeter, est co-auteur de la nouvelle étude et chercheur de longue date des points de basculement. Il a dit qu'un effondrement de la formation en eau profonde dans le gyre sous-polaire « pourrait lui-même être considéré comme un avertissement précoce d'un point de basculement dans l'AMOC ».
Dans un article publié mercredi dans la revue Nature Geoscience, Lenton et les co-auteurs ont documenté la déstabilisation vers des points de basculement dans plusieurs autres systèmes vitaux, notamment la calotte glaciaire du Groenland, la forêt amazonienne et le système sud-américain de la mousson.
L'ajout du gyre subpolaire à la liste signifie encore plus de potentiel d'impacts significatifs sur les communautés et les écosystèmes qui n'ont pas encore vraiment été examinés, a déclaré Arellano-Nava.
« Quel est l'impact pour la sécurité alimentaire, pour la façon dont nos sociétés sont organisées pour le moment, car nous savons qu'une fermeture du gyre sous-polaire pourrait provoquer des événements météorologiques plus extrêmes en Europe et dans les régions environnantes, ainsi que des changements dans les modèles de précipitations mondiaux que nous n'avons pas vraiment étudiés en détail », a-t-elle déclaré.
« Le problème avec les points de basculement est que vous ne pouvez pas observer de changements notables jusqu'à ce qu'une transition brusque se produise, puis il est trop tard. »
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