Fort lien entre productivité primaire de la biosphère globale et CO2 pendant les derniers 800 000 ans

La productivité primaire de la biosphère globale via la photosynthèse est le plus fort flux d'absorption de CO₂ atmosphérique. Il est donc essentiel de comprendre sa variabilité naturelle pour une meilleure projection du futur cycle du carbone. Les observations modernes indiquent une relation étroite entre la productivité globale de la biosphère et la concentration de CO₂ atmosphérique par effet de fertilisation du carbone. Cependant, aucune donnée ne permet de documenter la persistance de ce mécanisme de rétroaction pour différentes configurations climatiques et différentes concentrations en CO₂.

Une étude impliquant une équipe française et une équipe danoise a révélé que la productivité de la biosphère globale reconstruite montre une claire variabilité glaciaire - interglaciaire. La productivité globale est plus faible en période glaciaire et plus forte en période interglaciaire. Il existe également une forte corrélation avec les variations passées de la concentration atmosphérique en CO₂. Cette corrélation est plus prononcée pendant la période glaciaire, durant laquelle le CO₂ et la productivité globale de la biosphère commencent à augmenter plusieurs millénaires avant le début de la déglaciation. Cette corrélation s’explique par le fort effet de fertilisation du CO₂ atmosphérique. L’étude suggère que le CO₂ atmosphérique et la productivité globale de la biosphère ont été étroitement corrélés au cours des huit derniers cycles glaciaires.

Les premières mesures du rapport isotopique triple de l’O₂ atmosphérique couvrant les 800 000 dernières années ont été effectuées à partir de l’analyse des bulles d’air extraites de la carotte de glace EPICA Dôme C. Ce rapport isotopique triple est un traceur unique de la productivité de la biosphère globale, incluant la productivité terrestre et océanique. En combinant cette série de mesures et des modèles représentant les processus importants d’échange d’O₂ dans la biosphère et la stratosphère, les changements de productivité de la biosphère lors des changements glaciaires - interglaciaires et pendant les périodes glaciaires des 800 000 dernières années ont pu être quantifiés.