Il y a 6500 ans, aux débuts de l'Age de pierre, le taux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre augmenta significativement. Ce phénomène fut attribué dans un premier temps à l'activité humaine naissante, notamment via le développement de l'agriculture et la déforestation qu'elle exerçait. Une étude menée par des chercheurs suisses du Département de Climat et d'Environnement de l'Institut de Physique et du Centre Oeschger pour la Recherche sur le Changement Climatique de l'Université de Berne conjointement avec des scientifiques allemands de l'Institut Alfred Wegener pour la Recherche Polaire et Maritime de Bremerhaven viennent d'infirmer cette hypothèse dans une étude publiée le 24 septembre par la revue britannique Nature [1].
Menée par Thomas Stocker, cette étude s'est basée sur des carottes glaciaires prélevées en Antarctique. Ces carottes sont en effet de véritables mémoires géologiques des temps glaciaires dans lesquelles sont piégées des bulles d'air contenant du dioxyde de carbone. Les chercheurs ont utilisé des carottes permettant de retracer les évolutions du CO2 sur la période de l'Holocène, soit depuis 11.000 ans jusqu'à aujourd'hui. Ils ont notamment reconstruit par des mesures et des modèles numériques les courbes d'évolution de deux isotopes stables du carbone, l'isotope 12, présent à près de 99% dans la nature, et l'isotope 13, présent à 1% environ. La biosphère accumule préférentiellement l'isotope 12 : une telle accumulation provoque donc une augmentation du taux de l'isotope 13 dans l'atmosphère. Les échanges avec l'océan sont distincts : lorsque l'océan échange du CO2 avec l'atmosphère, le rapport des quantités d'isotope 12 et d'isotope 13 est à peine modifié. Les données reconstruites par les chercheurs montrent, il y a 6500 ans, une nette augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère de 20 p.p.m., alors que le taux de l'isotope 13 n'a que très faiblement baissé au cours de cette période. Si l'augmentation de la teneur en CO2 de l'atmosphère avait eu pour origine l'activité humaine, " cela aurait laissé une signature isotopique très claire " selon Thomas Stocker. L'augmentation du taux de CO2 au cours de cette période est en conclusion attribuée majoritairement à la réponse décalée de l'océan : la concentration en CO2 atmosphérique ayant précédemment baissé du fait de l'absorption par la biosphère terrestre, l'équilibre du CO2 entre l'atmosphère, la biosphère et l'océan était rompu. Le retour à l'équilibre s'est effectué par une dissolution des carbonates océaniques et donc un transfert de CO2 de l'océan vers l'atmosphère. L'influence de l'homme sur la teneur en gaz carbonique de l'atmosphère n'est donc sensible qu'à partir de la révolution industrielle.
Cette étude a été soutenue par le Fonds National Suisse pour la recherche (FNS) ainsi que par le Ministère allemand de la Recherche et de la Culture.