par Milo Barham, Andrej Šmuc, John Allan Webb, Kenneth McNamara, Martin Danisik et Matej Lipar, La conversation
Près d’un sixième de la surface terrestre est recouvert de paysages d’un autre monde dont le nom peut également vous être inconnu : karst. Ces paysages ressemblent à des parcs de sculptures naturels, avec un terrain spectaculaire parsemé de grottes et de tours de substrat rocheux lentement sculptées par l’eau au fil des milliers d’années.
Les paysages karstiques sont magnifiques et écologiquement importants. Ils représentent également un enregistrement des niveaux de température et d’humidité passés de la Terre.
Cependant, il peut être assez difficile de déterminer exactement quand les paysages karstiques se sont formés. Dans notre nouvel ouvrage publié aujourd’hui dans Avancées scientifiquesnous montrons une nouvelle façon de déterminer l’âge de ces paysages énigmatiques, ce qui nous aidera à comprendre plus en détail le passé de notre planète.
Le défi
Le karst est défini par l’enlèvement de matière. Les tours rocheuses et les grottes que nous voyons aujourd’hui sont ce qui reste après que l’eau ait dissous le reste pendant les périodes humides du passé.
C’est ce qui rend leur âge difficile à déterminer. Comment dater la disparition de quelque chose ?
Traditionnellement, les scientifiques ont vaguement défini l’âge d’une surface karstique en datant le matériau situé au-dessus et au-dessous. Cependant, cette approche brouille notre compréhension des événements climatiques anciens et de la manière dont les écosystèmes ont réagi.
Horloges géologiques
Dans notre étude, nous avons trouvé un moyen de mesurer l’âge de nodules de fer de la taille d’un galet qui se sont formés en même temps qu’un paysage karstique.
Cette méthode porte le nom technique de géochronologie (U/Th)-He. Dans ce document, nous mesurons la quantité d’hélium produite par la désintégration radioactive naturelle de petites quantités d’éléments uranium et thorium dans les nodules de fer. En comparant les quantités d’uranium, de thorium et d’hélium dans un échantillon, on peut calculer très précisément l’âge des nodules.
Nous avons daté des fragments microscopiques de nodules riches en fer provenant de l’emblématique désert des Pinnacles en Parc national de Nambung, Australie occidentale.
Ce site de renommée mondiale est réputé pour son paysage karstique surnaturel composé d’hectares de piliers de calcaire s’élevant à plusieurs mètres au-dessus d’une plaine désertique sablonneuse. Les Pinnacles font partie de la plus vaste ceinture de roches carbonatées soufflées par le vent au monde, s’étendant sur plus de 1 000 km le long de la côte sud-ouest de l’État de Washington.
Nous avons examiné plusieurs éclats microscopiques de nodules de fer qui ont été retirés de la surface des pinacles calcaires. Ces nodules se sont formés dans le sol qui recouvrait le calcaire pendant la période d’altération intense qui a créé le karst. En conséquence, ils servent de capsules temporelles des conditions environnementales qui ont façonné la région.
La grande mouille
Nous avons systématiquement trouvé un âge d’environ 100 000 ans pour la croissance des nodules de fer. Cette date est étayée par les âges connus des roches au-dessus et au-dessous de la surface karstique, prouvant la fiabilité de notre nouvelle approche.
Au même moment où les réactions chimiques provoquaient la croissance de nodules riches en fer dans le sol ancien, le substrat rocheux calcaire était rapidement et largement dissous pour ne laisser que les restes de pinacles calcaires que l’on voit aujourd’hui.
En examinant l’ensemble de la séquence rocheuse de la région, nous pensons que cette période d’altération intensive a été la période la plus humide dans cette partie de l’État de Washington au cours du dernier demi-million d’années.
Nous ne savons pas ce qui a motivé cette augmentation des précipitations. Il s’agit peut-être de changements dans les modèles de circulation atmosphérique ou de l’influence accrue de l’ancien courant de Leeuwin qui longe le rivage.
Une telle période humide contraste radicalement avec les récentes sécheresses et le climat de plus en plus sec de la région aujourd’hui.
Implications pour notre passé
Les nodules riches en fer ne sont pas uniques aux pinacles de Nambung. Ils ont récemment été utilisés pour suivre les changements environnementaux dramatiques passés ailleurs en Australie.
La datation de ces nodules de fer aidera à mieux documenter les fluctuations dramatiques du climat terrestre au cours des trois derniers millions d’années, à mesure que les calottes glaciaires se sont développées et rétrécies.
Comprendre le moment et le contexte environnemental de la formation karstique tout au long de cette période offre un aperçu approfondi des conditions climatiques passées, des environnements et des paysages dans lesquels vivaient les créatures anciennes.
Les changements climatiques et les changements environnementaux qui en résultent ont joué un rôle crucial dans l’évolution des écosystèmes. En particulier, ils ont eu une profonde influence sur nos anciens ancêtres hominidés et humains.
En reliant la formation karstique à des intervalles climatiques spécifiques, nous pouvons mieux comprendre comment ces changements environnementaux ont pu affecter les premières populations humaines.
Avoir hâte de
Plus nous en savons sur les conditions qui ont conduit à la formation des paysages passés ainsi que sur la flore et la faune qui les habitaient, mieux nous pouvons apprécier les pressions évolutives qui ont façonné les écosystèmes que nous voyons aujourd’hui. Cela offre à son tour des informations précieuses pour se préparer aux changements futurs.
À mesure que le changement climatique d’origine humaine s’accélère, la connaissance de la variabilité climatique passée et des réponses de la biosphère nous permet d’acquérir les connaissances nécessaires pour anticiper et atténuer les impacts futurs.
La capacité de dater les caractéristiques karstiques avec une plus grande précision peut sembler une mince affaire, mais elle nous aidera à comprendre comment les paysages et les écosystèmes d’aujourd’hui pourraient réagir aux changements climatiques en cours et futurs.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.