Le corail, mémoire du climat

© Lauric Thiault

L’analyse des échantillons de corail de la mission Tara Pacific, organisée par la Fondation Tara Océan en partenariat avec le Centre scientifique de Monaco (CSM) et le CNRS a fourni des premiers résultats en matière de paléoclimatologie. Les récentes découvertes ont permis de reconstruire l’évolution de la température de surface de l’Océan au fil du temps, à partir de prélèvements de squelettes de coraux.

Dans le cadre de cette mission, coordonnée scientifiquement par le Centre scientifique de Monaco et le CNRS, un vaste échantillonnage de coraux a été réalisé depuis la Goélette Tara d’est en ouest et du sud au nord. 40 % des récifs coralliens de la planète sont concentrés dans cette région. Après deux ans et demi d’expédition, les 35000 échantillons collectés sont maintenant étudiés sous toutes les coutures.

L’analyse de 40 coraux tropicaux a conduit à de nouvelles découvertes en paléoclimatologie 

Ces analyses, financées en partie par la Société des Explorations de Monaco, ont été présentées le 23 juin lors de la conférence Goldschmidt Virtual 2020, le rendez-vous annuel internationale de la géochimie. Marine Canesi, doctorante en géochimie au Laboratoire de Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE, unité mixte de recherche CNRS-CEA-UVSQ) y a présenté ses travaux et outils en paléoclimatologie.

La “paléoclimatologie”, c’est quoi ?

Les coraux ne sont pas muets quand il s’agit de remonter le temps et de révéler les précédents événements de réchauffement intense des océans ayant conduit à de grands épisodes de blanchissement. Il s’agit de reconstituer les conditions climatiques à la surface de la planète dans le passé. Des informations précieuses pour mieux comprendre et prédire les capacités d’adaptation des coraux face au changement climatique…

Plusieurs périodes glaciaires et interglaciaires ont pu être étudiées à partir de dépôts continentaux, de sédiments marins et de glaces polaires. Depuis les années 1950, le développement d’outils à haute performance a permis de mesurer avec grande précision la composition chimique élémentaire et isotopique d’échantillons de différentes origines, dont les coraux tropicaux.

Vous avez dit “carotte de corail” ?

Les coraux bâtisseurs de récifs, les scléractiniaires, fabriquent un squelette calcaire sur lequel se logent des colonies de polypes. Au cours du temps, celui-ci grandit et peut devenir très résistant chez certaines espèces telles que Porites ou Diploastrea. Leur croissance varie d’une espèce à l’autre, de quelques millimètres à quelques centimètres par an. Certaines colonies âgées de plusieurs millions d’années permettent ainsi d’obtenir des reconstructions climatiques très anciennes.

En prélevant des carottes de squelette sur toute la hauteur de la colonie, depuis la partie vivante la plus récente jusqu’à la base du squelette la plus ancienne, il est possible d’étudier les conditions environnementales dans lesquelles les coraux se sont développés depuis leur naissance. Ces recherches sont basées sur l’analyse géochimique de squelettes coralliens sur toute la hauteur de la carotte. Les rapports de concentrations élémentaires strontium/calcium et lithium/magnésium sont des outils fiables appelés « traceurs » ou « proxies » en anglais pour reconstruire les variations de la température de surface de l’eau de mer. Plus récemment, l’approche dite « multi-proxy » a permis d’obtenir des reconstructions encore plus robustes.

20171121_Tete_carotte_Diploastrea_heliopora@NPansiotCarotte d’une colonie de corail Diploastrea spp. © Noëlie Pansiot / Fondation Tara Océan

Ce que les coraux nous apprennent

La composition élémentaire de 40 fragments de coraux tropicaux des genres Porites et Diploastrea, collectés sur deux colonies de corail au cœur de l’archipel des Palaos lors de la mission Tara Pacific, a été analysée par Marine au LSCE, grâce à un co-financement de la Société des Explorations de Monaco. Cela a tout d’abord permis d’établir de nouvelles calibrations pour les traceurs géochimiques de température de l’eau et de la surface. Celles-ci ont ensuite été testées et validées avant d”être appliquées à des reconstructions climatiques passées. Dans un deuxième temps, l’étude a porté sur la réponse géochimique des coraux aux stress thermiques liés à l’oscillation australe El Niño (ENSO) affectant les Palaos depuis la fin du XIXe siècle.

Anomalies de température de l’eau de mer de surface à Palaos depuis 1880 à nos joursAnomalies de température de l’eau de mer de surface (SST) aux Palaos (Océan Pacifique NO) de 1880 à nos jours. Ce type de données permet de visualiser plus facilement les périodes de « réchauffement » et de « refroidissement ».

L’enjeux de ces recherches

Au cours des derniers siècles, le réchauffement intense de l’océan a dégradé l’état de santé des coraux tropicaux, conduisant parfois à leur mort. Les reconstructions paléoclimatiques de tels événements aident à développer des modèles de plus en plus fiables pour mieux prédire l’impact des activités humaines sur les écosystèmes coralliens. Il est donc essentiel d’obtenir des reconstructions sur plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines d’années, de la température de surface de la mer.

La thèse de Marine Canesi, est co-encadrée par Éric Douville de l’équipe GEOTRAC (Géochronologie, Traceurs, Archéométrie) au LSCE et Stéphanie Reynaud au Centre Scientifique de Monaco.

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