L’évolution de la teneur en gaz carbonique dans l’atmosphère terrestre résulte de nombreux mécanismes dont l’importance relative dépend des périodes de temps considérées. Si les facteurs prépondérants aux échelles de temps géologiques de dizaines de millions d’années sont l’intensité de l’activité volcanique (principale source de CO2) et l’érosion continentale (principal puits de CO2), à l’échelle des milliers et dizaines de milliers d’années d’autres facteurs interviennent, impliquant deux réservoirs principaux de carbone : l’océan et la biosphère continentale. Aujourd’hui, l’importance relative de ces mécanismes pour expliquer l’augmentation de 40 % du CO2 atmosphérique entre une glaciation et une période interglaciaire demeure largement sujette à débat. Or ces mécanismes sont susceptibles d’amplifier le changement climatique futur, ce qui justifie d’en connaître précisément les influences.

L’équipe de chercheurs français à l’œuvre sur cette étude s’est attachée à évaluer pour la première fois le rôle joué par les sols gelés dans l’évolution du CO2 au cours de la dernière déglaciation. Actuellement, les sols gelés renferment – selon les estimations – entre 1000 et 1500 milliards de tonnes de carbone. Une modélisation spécifique de ces sols a été mise au point et testée par rapport à la période actuelle pour laquelle on dispose de nombreuses observations. Ce nouveau module, intégré dans un modèle simplifié du système Terre comprenant déjà l’essentiel des autres mécanismes impliqués dans le cycle naturel du carbone, a permis ensuite de calculer les flux de carbone entrants et sortants depuis ce réservoir, en tenant compte de l’évolution de facteurs tels que l’insolation reçue à la surface de la Terre, le niveau des mers, ou encore les flux d’eau douce provenant des inlandsis en fonte. Pour tester les simulations, les chercheurs se sont attachés aux données issues des carottes marines, mais aussi des carottes de glace et notamment le rapport isotopique 13C/12C du CO2, une information permettant d’évaluer plus spécifiquement les apports de carbone atmosphérique d’origine continentale.

Leurs simulations montrent que, si l’évolution de la concentration en CO2 peut être raisonnablement reproduite par leur modèle lorsque tous les mécanismes du cycle du carbone sont pris en compte sans intégrer la dynamique des sols gelés, seule la prise en compte de cette dynamique permet de reproduire de manière satisfaisante l’évolution concomitante du rapport isotopique 13C/12C du CO2. Cette contribution importante du dégel des sols et du transfert de carbone vers l’atmosphère prédomine…