La poussière de l'Antiquité permet de prédire les futurs changements climatiques

La poussière minérale (du désert) présente dans l'atmosphère terrestre influence le climat de la planète, et ce depuis des millions d'années. Des scientifiques financés par l'UE ont intégré des données observationnelles de la paléopoussière obtenues depuis la dernière période glaciaire dans un logiciel de pointe qui effectue des simulations climatiques pour améliorer considérablement la précision des prévisions des modèles et les prises de décision qui en découlent.


La poussière minérale se retrouve dans l'atmosphère en grande partie par le biais de l'érosion éolienne des sols exposés. Au cours des jours que les particules de poussière passent dans l'atmosphère et au long des milliers de kilomètres qu'elles y parcourent, elles absorbent et dispersent le rayonnement solaire et thermique, influencent la nucléation de la glace et des nuages, et modifient les propriétés d'absorbance et de réflexion des surfaces. En transportant des éléments tels que le fer et le phosphore à des endroits reculés, la poussière portée par le vent soutient également les fonctions des écosystèmes qui, à leur tour, influencent le cycle du carbone.

Le besoin pressant de comprendre et de prévoir le changement climatique favorise l'intérêt porté aux cycles de la poussière à l'échelle de la planète. Grâce au soutien du programme Marie Curie, les scientifiques travaillant sur le projet DUSC3 ont amélioré un modèle climatique de pointe qui inclut la dynamique du cycle de la poussière au niveau mondial. Les scientifiques y ont intégré de vastes quantités de données observationnelles sur la paléopoussière, comblant d'importantes lacunes en matière de connaissances et augmentant la précision des prévisions pour les futurs effets de rétroaction des aérosols sur le changement climatique.

Apprendre du passé, se préparer pour l'avenir

Les fluctuations du cycle mondial de la poussière sont enregistrées dans les océans, la glace et la terre de notre planète. Les chercheurs spécialisés dans les cycles de la paléopoussière étudient la variabilité au niveau de l'alternance des cycles glaciaires et interglaciaires, ainsi que sur des échelles de temps plus courtes. Pendant les périodes glaciaires, de grandes calottes glaciaires couvraient la Terre aux hautes latitudes, influençant le climat de la planète et provoquant sécheresse, désertification et baisse du niveau des mers. Le dernier maximum glaciaire, ou DMG, présente un intérêt particulier, car il s'agit du moment, au cours de la dernière période glaciaire, où la plus grande partie de la surface terrestre était couverte par les glaces. Ce phénomène s'est produit il y a environ 21 000 ans. À cette époque, les émissions de poussière étaient deux fois plus élevées que celles d'aujourd'hui.

Les scientifiques de DUSC3 ont intégré les registres de paléopoussière issus de différentes archives sédimentaires datant d'avant le début de la dernière période glaciaire, il y a environ 130 000 ans, et ils les ont combinés à l'IPSL-CM6, le dernier modèle climatique de l'Institut Pierre Simon Laplace (IPSL).

Ces travaux ont permis la reconstruction d'une série chronologique des taux d'accumulation, en termes de masses et de tailles. En outre, le projet permettra désormais une reconstruction du cycle mondial de la poussière pendant la DMG, période bien connue grâce aux données observationnelles. Les données du projet ont également été ajoutées à une plateforme web destinée à la diffusion des résultats de l'étude sous des formats graphiques et numériques.

Comme l'explique Samuel Albani, chercheur principal soutenu par le programme Marie Curie, "les améliorations au niveau de la représentation des distributions par taille des particules de poussière, associées à un schéma d'émissions plus dépendant de l'occupation des sols, [facilitent] une meilleure représentation de la rétroaction entre la poussière et le climat et ouvrent la voie à un couplage amélioré et plus efficace entre le cycle de la poussière et d'autres composantes du modèle du système Terre de l'IPSL".

Un nouvel outil pour l'analyse comparative

DUSC3 a présenté une base de données améliorée sur la paléopoussière, disponible sur une plateforme web, ainsi que les améliorations significatives apportées au modèle climatique IPSL-CM6. Selon M. Albani, cette dernière "[...] constituera un outil d'analyse comparative pour les expériences sur la poussière du Projet d'intercomparaison de la modélisation des paléoclimats [PMIP4] et pour la communauté de la paléopoussière au sens large, dans les années à venir".

Les améliorations de l'IPSL-CM6 devraient avoir de profondes répercussions dans le domaine de la modélisation climatique et au-delà, justifiant l'élaboration de politiques dans le cadre du changement climatique pour les gouvernements et les décideurs politiques privés et publics.