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Ces travaux, dirigés par l'écologiste marine Sarah Moffitt, de l'Université de Californie à Davis, montrent que le réchauffement climatique et la désoxygénation des eaux de l'océan qu'il provoque peut très rapidement modifier l'écologie de ce milieu. La récupération peut alors prendre des milliers d'années, pas seulement des siècles comme on le pensait jusqu'alors, concluent ces chercheurs. Leur étude paraît dans les Comptes rendus de l'académie américaine des sciences (PNAS).
Ces scientifiques ont analysé plus de 5.400 fossiles d'invertébrés, allant des oursins aux palourdes, dans une carotte de sédiments prélevée au large de Santa Barbara, en Californie.
Cette carotte de dix mètres de longueur couvre une période remontant de 3.400 à 16.100 ans, ouvrant des fenêtres sur ce qui s'est passé dans les écosystèmes marins avant, pendant et après la dernière grande période de glaciation allant d'il y a 110.000 à 10.000 ans.
La déglaciation a été une période de réchauffement rapide du climat et de fonte des glaces polaires avec la formation de zones étendues dans l'océan dans lesquelles les niveaux d'oxygène de l'eau étaient plus faibles.
Les études précédentes des carottes sédimentaires des fonds marins se concentraient essentiellement sur des organismes unicellulaires appelés foraminifères et peu sur les formes de vie multicellulaires comme les invertébrés, précisent les auteurs.
L'analyse des différentes couches de cette carotte de sédiments marin montre qu'avant le réchauffement des écosystèmes abondants et divers vivaient dans les fonds marins, dont les eaux étaient bien oxygénées.
Ensuite, ces chercheurs ont observé une période de réchauffement et de perte d'oxygène dans les océans, suivie par une réduction rapide de la diversité. Les fossiles ont quasiment disparu dans cette partie de la carotte sédimentaire qui correspond à un appauvrissement des eaux de l'océan en oxygène.
Les scientifiques ont calculé que les niveaux d'oxygène dans les océans ont diminué dans des proportions limitées, de 0,5 à 1,5 millilitre par litre d'eau en moins d'un siècle. Cela montre que même de petits changements peuvent avoir des effets drastiques sur les écosystèmes des fonds marins.
Ces résultats suggèrent que le changement climatique de la planète pourrait provoquer des effets similaires sur les écosystèmes, qui auront besoin de millénaires pour récupérer.
«Ce phénomène observé dans le passé nous montre combien les écosystèmes sont sensibles aux changements du climat terrestre avec des conséquences pour des millénaires», souligne Sarah Moffitt.
«C'est une réalité à laquelle nous devons nous confronter en tant que scientifiques mais aussi comme citoyens qui se préoccupent de l'environnement», ajoute-t-elle.
Une recherche publiée en 2014 dans Global Change Biology montrait que le réchauffement climatique contribue bien à la formation de zones mortes dans les océans, les lacs et rivières. Les auteurs en ont dénombré 476 autour desquelles, selon leurs modèles informatiques, la température devrait augmenter d'un peu plus de deux degrés au cours des prochaines décennies.
