De vieilles stalagmites provenant d'une grotte en Inde montrent que la mousson n'est pas si fiable : leurs anneaux révèlent une histoire de sécheresses longues et mortelles

Dans une grotte isolée du nord-est de l’Inde, l’eau de pluie s’écoule lentement du plafond aux mêmes endroits depuis plus de 1 000 ans.À chaque goutte, les minéraux présents dans l'eau s'accumulent sur le sol, se développant lentement en tours de carbonate de calcium appelées stalagmites.

Ces stalagmites sont plus que des merveilles géologiques : comme les cernes des arbres, leurs couches enregistrent l’histoire des précipitations dans la région.Ils mettent également en garde contre le risque de sécheresses catastrophiques pluriannuelles à l’avenir.

En analysant la géochimie de ces stalagmites dans un nouvelle étude publié en septembre.Le 19 décembre 2022, dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, nous avons pu créer la chronologie la plus précise à ce jour de la mousson d'été indienne au cours du dernier millénaire.Il documente comment le sous-continent indien a fréquemment connu des sécheresses longues et graves, contrairement à celles observées au cours des 150 dernières années. précipitations de mousson mesures.

Les périodes de sécheresse que nous avons détectées sont en parfaite synchronisation avec récits historiques de sécheresses, de famines, événements de mortalité massive et changements géopolitiques dans la région.

Ils montrent comment le déclin de l’empire moghol et des industries textiles de l’Inde dans les années 1780 et 1790 a coïncidé avec la période de sécheresse la plus grave de 30 ans du millénaire.L'ampleur et la durée de la sécheresse auraient provoqué de mauvaises récoltes généralisées et un niveau de famine encore plus élevé. discuté dans des documents écrits à l'époque.

Une autre longue sécheresse englobe la famine du Deccan de 1630 à 1632, l’une des sécheresses les plus dévastatrices de l’histoire de l’Inde.Des millions de personnes sont mortes à cause des mauvaises récoltes.À peu près à la même époque, la capitale moghole élaborée de Fatehpur Sikri a été abandonnée et le Le royaume de Guge s'est effondré dans l'ouest du Tibet.

Nos résultats ont aujourd’hui des implications importantes pour la planification de l’eau dans un monde qui se réchauffe, en particulier pour l’Inde, qui, avec sa vaste industrie agricole tributaire de la mousson, est en passe de sera bientôt le plus peuplé pays de la planète.

Pourquoi l’histoire de la mousson est importante

Les scientifiques ont commencé à mesurer systématiquement les précipitations de mousson en Inde avec des instruments vers les années 1870.Depuis lors, l’Inde a connu environ 27 sécheresses d’ampleur régionale.Parmi eux, un seul – de 1985 à 1987 – a été une sécheresse consécutive de trois années ou pire.

L’apparente stabilité de la mousson indienne dans ces données pourrait conduire à supposer que ni les sécheresses prolongées s’étalant sur plusieurs années ni les sécheresses fréquentes ne sont des aspects intrinsèques de sa variabilité.Cette vision apparemment rassurante façonne actuellement l’infrastructure actuelle des ressources en eau de la région.

Cependant, les stalagmites des sécheresses graves et prolongées au cours des 1 000 dernières années dressent un tableau différent.

Cela indique que la courte période instrumentale ne rend pas compte de toute la gamme de la variabilité de la mousson indienne.Cela soulève également des questions sur les ressources en eau actuelles de la région, sur la durabilité et sur les politiques d’atténuation qui écartent la possibilité de sécheresses prolongées à l’avenir.

Comment les stalagmites capturent-elles l’histoire de la mousson d’une région ?

Pour reconstituer les variations passées des précipitations, nous avons analysé les stalagmites de la grotte de Mawmluh, près de la ville de Cherrapunji dans l'État de Meghalaya – l'un des endroits les plus humides du monde.

Les stalagmites sont des structures coniques qui se développent lentement à partir de la base, généralement à raison d'environ un millimètre tous les 10 ans.Piégées dans leurs couches de croissance se trouvent d’infimes quantités d’uranium et d’autres éléments acquis lorsque l’eau de pluie s’est infiltrée dans les roches et le sol au-dessus de la grotte.Au fil du temps, l'uranium piégé dans les stalagmites se désintègre en thorium à un rythme prévisible, ce qui nous permet de déterminer l'âge de chaque couche de croissance de stalagmite en mesurer le rapport uranium/thorium.

L’oxygène contenu dans les molécules d’eau de pluie se présente sous la forme de deux principaux types d’isotopes : lourds et légers.À mesure que les stalagmites grandissent, elles emprisonnent dans leur structure les taux d’isotopes de l’oxygène de l’eau de pluie qui s’infiltre dans la grotte.De subtiles variations de ce rapport peuvent résulter de diverses conditions climatiques au moment où l’eau de pluie est tombée pour la première fois.

Notre des recherches antérieures dans ce domaine ont montré que les variations des rapports isotopiques de l'oxygène dans l'eau de pluie, et par conséquent dans les stalagmites, suivent les changements dans l'abondance relative des différentes sources d'humidité qui contribuent aux pluies de mousson d'été.

Durant les années où la circulation de mousson est faible, les précipitations proviennent principalement de l'humidité qui s'est évaporée de la mer d'Oman voisine.Cependant, pendant les années de forte mousson, la circulation atmosphérique apporte de grandes quantités d'humidité dans cette zone depuis le sud de l'océan Indien.

Les deux sources d’humidité ont des signatures isotopiques de l’oxygène assez différentes, et ce rapport est fidèlement préservé dans les stalagmites.Nous pouvons utiliser cet indice pour connaître la force globale de l’intensité de la mousson au moment de la formation de la stalagmite.Nous avons reconstitué le historique des précipitations de mousson en extrayant d'infimes quantités de carbonate de calcium de ses anneaux de croissance, puis en mesurant les rapports isotopiques de l'oxygène.Pour ancrer notre record climatique sur des années civiles précises, nous avons mesuré le rapport uranium/thorium.

Prochaines étapes

Les enregistrements paléoclimatiques peuvent généralement indiquer quoi, où et quand quelque chose s'est produit.Mais souvent, ils ne peuvent pas, à eux seuls, répondre au pourquoi ou au comment d’un événement.

Notre nouvelle étude montre que des sécheresses prolongées se sont produites fréquemment au cours des derniers millénaires, mais nous ne comprenons pas bien pourquoi la mousson a échoué au cours de ces années.Des études similaires utilisant des carottes de glace de l'Himalaya, des cernes d'arbres et d'autres grottes ont également détecté des sécheresses prolongées, mais sont confrontées au même défi.

Dans la prochaine phase de notre étude, nous ferons équipe avec des modélisateurs climatiques pour mener des études coordonnées de modélisation par procuration qui, nous l’espérons, offriront davantage d’informations sur la dynamique climatique qui a déclenché et entretenu de si longues périodes de sécheresse au cours du dernier millénaire.