La forme et la profondeur des fonds marins influencent profondément la façon dont le carbone y est stocké, selon une étude

Le mouvement du carbone entre l'atmosphère, les océans et les continents – le cycle du carbone – est un processus fondamental qui régule le climat de la Terre. Certains facteurs, comme les éruptions volcaniques ou l’activité humaine, émettent du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. D'autres, comme les forêts et les océans, absorbent ce CO₂. Dans un système bien régulé, la bonne quantité de CO₂ est émis et absorbé pour maintenir un climat sain. La séquestration du carbone est l’une des tactiques de la lutte actuelle contre le changement climatique.

Une nouvelle étude révèle que la forme et la profondeur du fond océanique expliquent jusqu'à 50 % des changements de profondeur auxquels le carbone a été séquestré dans l'océan au cours des 80 derniers millions d'années. Auparavant, ces changements étaient attribués à d’autres causes. Les scientifiques savent depuis longtemps que l’océan, le plus grand absorbeur de carbone sur Terre, contrôle directement la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique. Mais jusqu'à présent, on ne comprenait pas exactement comment les changements topographiques des fonds marins au cours de l'histoire de la Terre affectaient la capacité des océans à séquestrer le carbone.

L'ouvrage est publié dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.

“Nous avons pu montrer, pour la première fois, que la forme et la profondeur du fond océanique jouent un rôle majeur dans le cycle du carbone à long terme”, a déclaré Matthew Bogumil, auteur principal de l'article et doctorant à l'UCLA sur la Terre, les planètes. et les sciences spatiales.

Le cycle du carbone à long terme comporte de nombreux éléments mobiles, tous fonctionnant à des échelles de temps différentes. L’un de ces éléments est la bathymétrie du fond marin, c’est-à-dire la profondeur et la forme moyenne du fond océanique. Ceci est, à son tour, contrôlé par les positions relatives du continent et des océans, le niveau de la mer, ainsi que le flux au sein du manteau terrestre. Les modèles du cycle du carbone calibrés avec des ensembles de données paléoclimatiques constituent la base de la compréhension des scientifiques du cycle mondial du carbone marin et de la manière dont il réagit aux perturbations naturelles.

“En général, les modèles du cycle du carbone sur l'histoire de la Terre considèrent la bathymétrie des fonds marins comme un facteur fixe ou secondaire”, a déclaré Tushar Mittal, co-auteur de l'article et professeur de géosciences à la Pennsylvania State University.

La nouvelle recherche a reconstruit la bathymétrie au cours des 80 derniers millions d’années et a connecté les données à un modèle informatique qui mesure la séquestration du carbone marin. Les résultats ont montré que l'alcalinité des océans, l'état de saturation en calcite et la profondeur de compensation des carbonates dépendaient fortement des changements dans les parties peu profondes du fond océanique (environ 600 mètres ou moins) et de la répartition des régions marines plus profondes (supérieures à 1 000 mètres). Ces trois mesures sont essentielles pour comprendre comment le carbone est stocké dans les fonds marins.

Les chercheurs ont également découvert que pour l'ère géologique actuelle, le Cénozoïque, la bathymétrie représentait à elle seule 33 à 50 % de la variation observée dans la séquestration du carbone et ont conclu qu'en ignorant les changements bathymétriques, les chercheurs attribuent à tort les changements dans la séquestration du carbone à d'autres facteurs moins certains. , comme le CO atmosphérique₂la température de la colonne d'eau et les silicates et carbonates rejetés dans l'océan par les rivières.

“Comprendre les processus importants du cycle du carbone à long terme peut mieux informer les scientifiques travaillant aujourd'hui sur les technologies marines d'élimination du dioxyde de carbone pour lutter contre le changement climatique”, a déclaré Bogumil. “En étudiant ce que la nature a fait dans le passé, nous pouvons en apprendre davantage sur les résultats possibles et le caractère pratique de la séquestration marine pour atténuer le changement climatique.”

Cette nouvelle compréhension selon laquelle la forme et la profondeur des fonds océaniques sont peut-être le plus grand facteur d’influence sur la séquestration du carbone peut également faciliter la recherche de planètes habitables dans notre univers.

“Lorsque nous observons des planètes lointaines, nous disposons actuellement d'un ensemble limité d'outils pour nous donner une idée de leur potentiel d'habitabilité”, a déclaré la co-auteure Carolina Lithgow-Bertelloni, professeur à l'UCLA et directrice du département des sciences de la Terre, des planètes et de l'espace. “Maintenant que nous comprenons le rôle important que joue la bathymétrie dans le cycle du carbone, nous pouvons directement relier l'évolution intérieure de la planète à son environnement de surface en faisant des déductions à partir des observations du JWST et en comprenant l'habitabilité planétaire en général.”

Cette avancée majeure ne représente que le début des travaux des chercheurs.

“Maintenant que nous savons à quel point la bathymétrie est importante en général, nous prévoyons d'utiliser de nouvelles simulations et de nouveaux modèles pour mieux comprendre comment les fonds océaniques de forme différente affecteront spécifiquement le cycle du carbone et comment cela a changé au cours de l'histoire de la Terre, en particulier au début de la Terre, lorsque la plupart de la terre était sous l'eau”, a déclaré Bogumil.