C’est une question qui coûte plusieurs milliards de dollars : qu’arrivera-t-il à l’eau à mesure que les températures continuent d’augmenter ? Il y aura des gagnants et des perdants dans tout changement qui redistribue où, quand et quelle quantité d’eau est disponible pour que les humains puissent la boire et l’utiliser.
Pour trouver des réponses et faire des prédictions éclairées, les scientifiques se tournent vers le passé. Les reconstitutions du changement climatique passé à l’aide de données géologiques ont contribué à montrer l’influence considérable de l’activité humaine sur les températures depuis l’ère industrielle. Mais rassembler des enregistrements hydroclimatiques sur la même période s’est avéré beaucoup in addition difficile.
Une étude menée par l’équipe du projet Iso2k Previous World Improvements (Web pages), dirigée par Bronwen Konecky de l’Université Washington de St. Louis, franchit une étape importante vers la reconstruction d’une histoire mondiale de l’eau au cours des 2 000 dernières années. En utilisant des preuves géologiques et biologiques conservées dans des archives naturelles – y compris 759 enregistrements paléoclimatiques différents provenant de coraux, d’arbres, de glaces, de formations de grottes et de sédiments répartis dans le monde entier – les chercheurs ont montré que le cycle mondial de l’eau a changé pendant les périodes de températures as well as élevées et additionally basses dans le monde. passé récent.
« Le cycle mondial de l’eau est intimement lié à la température mondiale », a déclaré Konecky, professeur adjoint de sciences de la terre, de l’environnement et des planètes en arts et sciences à l’Université de Washington et auteur principal de la nouvelle étude dans Mother nature Geoscience.
« Nous avons constaté que pendant les périodes où la température adjust à l’échelle mondiale, nous observons également des changements dans la façon dont l’eau se déplace autour de la planète », a-t-elle déclaré.
Le cycle de l’eau est complexe et les précipitations, en particulier, présentent des versions géographiques bien in addition drastiques que la température de l’air. Il est donc difficile pour les scientifiques d’évaluer l’évolution des précipitations au cours des 2 000 dernières années.
« Nous avons décidé de commencer par des enregistrements isotopiques de l’eau parce qu’ils reflètent des signaux holistiques et parce qu’ils sont enregistrés dans toutes sortes d’archives naturelles différentes », a déclaré Konecky. « Il s’agit d’un leading pas vers la reconstruction des schémas de sécheresse ou de précipitations à l’échelle mondiale au cours des 2 000 dernières années. »
Un cycle entrelacé
Le cycle mondial de l’eau est vaste et étroitement lié. L’eau s’évapore de la surface de la Terre, monte dans l’atmosphère, se refroidit et se condense en pluie ou en neige dans les nuages, et retombe à la area sous forme de précipitations. Chaque molécule d’eau qui fait partie du cycle possède une certaine « empreinte digitale » ou composition isotopique, qui reflète de petites variations du poids atomique des atomes d’oxygène et d’hydrogène qui composent la molécule. Ainsi, les molécules d’eau individuelles peuvent être moreover lourdes ou moreover légères.
Avec cette nouvelle étude, les scientifiques ont découvert que lorsque la température mondiale est additionally élevée, la pluie et les autres eaux environnementales deviennent plus lourdes en isotopies. Les chercheurs ont interprété ces changements isotopiques et déterminé leur chronologie en synthétisant des données provenant d’une grande variété de sources d’archives naturelles des 2 000 dernières années de l’histoire de la Terre.
L’équipe du projet Web pages Iso2k – qui comprend plus de 40 chercheurs de 10 pays – a collecté, rassemblé et parfois numérisé des ensembles de données provenant de centaines d’études pour construire la base de données qu’ils ont utilisée dans leur analyse. Ils ont abouti à 759 ensembles de données chronologiques répartis dans le monde entier, représentant la as well as grande foundation de données intégrée au monde d’enregistrements proxy des isotopes de l’eau.
Rassembler des signaux provenant de nombreux varieties différents d’archives naturelles peut être comme assembler des pommes et des oranges. Konecky et l’équipe du projet savaient cependant que les isotopes de l’eau enregistrent les signaux climatiques de manière spécifique dans différentes archives naturelles. Soigneusement assemblé, ce fil conducteur pourrait les aider à comparer un cerne d’arbre à une carotte de glace.
« Chaque archive est différente », a déclaré Konecky. « Pour compliquer les choses, des ensembles de données provenant de différentes archives sont générés par différentes communautés scientifiques avec leur propre terminologie, normes et files de référence. Nous avons créé des champs de description des données (métadonnées) pour la foundation de données qui traduisent les particularités de chaque enregistrement dans une langue commune qui permet de comparer les versions d’une archive aux variations d’une autre. Ce processus a pris des années ! «
L’équipe s’est réunie une fois en personne, puis a tout fait par téléconférence. Ils ont organisé des séances de coworking à des heures impaires pour s’adapter aux fuseaux horaires d’Hawaï au Japon en passant par l’Australie et l’Europe et entre les deux. « Nous avons même passé un réveillon du Nouvel An à travailler sur la foundation de données et les analyses qui ont conduit à cet posting », a déclaré Konecky.
D’autres changements dans le cycle de l’eau à venir
Les relations à l’échelle mondiale entre la température et la composition isotopique de certaines eaux environnementales, comme l’eau de mer et la glace glaciaire, sont reconnues depuis longtemps à mesure que la planète entre et kind des cycles des périodes glaciaires. Les relations à l’échelle locale avec la température sur des échelles de temps allant de quelques minutes à plusieurs mois sont également bien établies.
Mais cette étude fournit la première preuve que la température et la composition isotopique des eaux environnementales vont de pair à des échelles de temps situées entre ces deux, c’est-à-dire sur des décennies, voire des siècles.
C’est un ajustement rapide, a déclaré Konecky. « Le réchauffement et le refroidissement de la planète affectent le comportement de l’eau lorsqu’elle quitte les océans et la vigueur de ses mouvements dans l’atmosphère », a-t-elle déclaré. « Les signaux isotopiques dans ces eaux réagissent très bien aux changements de température. »
Les scientifiques ont découvert que la température moyenne de floor mondiale exerçait une impact cohérente sur la composition isotopique des précipitations mondiales et de « l’eau météorique » (eau des lacs, des rivières et de la fonte des glaces) au cours des 2 000 dernières années. Les changements qu’ils ont observés étaient dus aux processus mondiaux d’évaporation et de condensation des océans, avec des valeurs plus faibles pendant la période connue sous le nom de Petit Âge Glaciaire (1450-1850) et des valeurs as well as élevées après le début du réchauffement climatique d’origine humaine à partir de 1850 approximativement.
En ce qui concerne l’impact spécifique de ces changements sur les précipitations futures et la disponibilité de l’eau, il est trop tôt pour prédire qui gagnera et qui perdra. Mais les données de cette étude portant sur les 2 000 dernières années suggèrent que d’autres changements dans le cycle de l’eau sont probables à mesure que les températures mondiales continuent d’augmenter. Juin, juillet et août 2023 ont été les mois les additionally chauds jamais enregistrés sur notre planète.
« La façon dont l’eau se comporte lorsqu’elle quitte les océans, se déplace dans l’atmosphère et pleut – ce comportement est fortement influencé par les changements de température atmosphérique », a déclaré Konecky.
