La production de biomasse globale contribue au premier rang à l'absorption du carbone contenu dans l'atmosphère. Il est donc essentiel de bien comprendre sa variabilité naturelle pour prédire au mieux son évolution sous l'effet du changement climatique.
Les mesures réalisées depuis le début de l'ère industrielle indiquent une corrélation étroite entre la production de biomasse et la teneur atmosphérique en CO2. Celle-ci s'explique par l'effet fertilisant du CO2. Cette corrélation persiste-t-elle dans une configuration climatique différente ?
Pour le savoir, une équipe franco-danoise a étudié la productivité de la biosphère globale en analysant des échantillons prélevés dans la carotte de glace EPICA Dôme C (en Antarctique).
Pour cela, elle a utilisé un traceur de la productivité de la biosphère terrestre et océanique : le « rapport isotopique triple », défini à partir des teneurs de trois isotopes de l'oxygène contenu dans les bulles d'air dans la glace.
En combinant cette série de mesures et des modèles décrivant les échanges de dioxygène dans la biosphère et la stratosphère, elle a pu quantifier les changements de productivité de la biosphère lors des transitions glaciaire-interglaciaire et pendant les périodes glaciaires des 800.000 dernières années.
Elle observe que la productivité globale de la biosphère au cours des huit dernières périodes glaciaires était inférieure à celle de l'ère préindustrielle. Dans la plupart des cas, elle commence à augmenter des millénaires avant la déglaciation, en même temps que la teneur atmosphérique en CO2. Cette concomitance suggère que le CO2 joue un rôle dominant sur la productivité globale de la biosphère.