Selon des modèles conventionnels très cités, le refroidissement et une baisse importante du niveau de la mer il y a environ 34 millions d’années auraient dû conduire à une érosion continentale généralisée et au dépôt de quantités gargantuesques de matériaux sableux sur le fond océanique. Après tout, il s’agit de l’une des transitions climatiques les plus drastiques sur Terre depuis la disparition des dinosaures.
Pourtant, une nouvelle revue de Stanford portant sur des centaines d’études remontant à plusieurs décennies rapporte de manière contrastée que sur les marges des sept continents, peu ou pas de sédiments n’ont jamais été trouvés remontant à cette transition. La découverte de cette lacune étendue à l’échelle mondiale dans les archives géologiques a été publiée cette semaine dans Examens des sciences de la Terre.
« Les résultats nous ont amenés à nous demander ‘où sont passés tous les sédiments ?' », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Stephan Graham, professeur Welton Joseph et Maud L’Anphere Crook à la Stanford Doerr School of Sustainability. « Répondre à cette question nous aidera à mieux comprendre le fonctionnement des systèmes sédimentaires et la manière dont les changements climatiques s’impriment sur les archives sédimentaires marines profondes. »
Le fossé géologique offre de nouvelles perspectives sur les processus de dépôt de sédiments et d’érosion, ainsi que sur les signaux environnementaux plus larges dus à un changement climatique dramatique, ce qui pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre l’énormité mondiale du changement climatique actuel.
« Pour la première fois, nous avons jeté un regard global sur une réponse peu étudiée des plus grands systèmes de mouvement de masse de sédiments de la planète pendant la transition extrême de l’Éocène-Oligocène », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Zack Burton, Ph.D. ’20, qui est maintenant professeur adjoint de sciences de la Terre à la Montana State University.
Tim McHargue, professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes à Stanford, est également co-auteur de l’étude.
De la serre à la glacière
Au cours de la période Éocène-Oligocène, la Terre a subi un profond refroidissement planétaire. Des calottes glaciaires géantes sont apparues en Antarctique, qui était auparavant libre de glace, le niveau de la mer a plongé et la vie terrestre et marine a subi de graves disparitions.
Avant cela, au début de l’Éocène, qui a duré il y a environ 56 à 34 millions d’années, la Terre avait les températures les plus chaudes et le niveau de la mer le plus élevé depuis que les dinosaures ont marché sur Terre il y a plus de 66 millions d’années, selon les enregistrements climatiques. .
Burton et ses collègues se sont initialement concentrés sur l’exploration des effets des conditions du début de l’Éocène sur les systèmes de dépôt en eaux profondes. L’étude qui en a résulté, publiée dans Rapports scientifiques en 2023, ils ont découvert d’abondants dépôts riches en sable dans les bassins océaniques le long des marges continentales de la Terre.
L’équipe de recherche a attribué cette augmentation des dépôts principalement à l’intensification des conditions climatiques et météorologiques favorisant l’érosion des terres. Leur curiosité piquée, Burton et ses collègues ont ensuite étendu l’enquête à la fin de l’Éocène et au début de l’Oligocène, lorsque la Terre est soudainement passée d’un climat de «serre» et de «serre» à un climat de «serre de glace».
Pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont minutieusement étudié la littérature scientifique et technique documentant des sédiments anciens jusqu’à plusieurs kilomètres sous le fond marin, en analysant des études publiées au cours de la dernière décennie ou il y a plus d’un siècle. La littérature comprenait des études de forage pétrolier et gazier offshore, des études d’affleurements rocheux terrestres et même des interprétations de données sismiques pour déduire les caractéristiques des sédiments de l’Éocène-Oligocène. Au total, un peu plus d’une centaine de sites géographiques dans le monde ont été inclus, décrivant chaque masse continentale.
Même si la méthode d’analyse de la littérature utilisée dans l’étude n’est pas nouvelle en soi, l’ampleur d’une telle approche rendue possible par de vastes bases de données en ligne pourrait s’avérer très éclairante, a déclaré Graham. « Il pourrait y avoir d’autres événements similaires dans le passé géologique qui mériteraient une enquête plus approfondie », a déclaré Graham, « et la façon de commencer est de faire exactement ce que nous avons fait : une étude très approfondie de la littérature géologique mondiale pour certaines périodes suspectes. dans le temps. »
« Le processus actuel de réévaluation, de réinvestigation et de réanalyse de la littérature qui, dans certains cas, est disponible depuis des décennies, est un défi, mais peut être très fructueux », a déclaré Burton. « La méthode peut conduire à des découvertes passionnantes et inattendues, comme nous avons pu le faire ici. »
Totalement inattendu
Alors que Burton et ses collègues parcouraient l’inventaire des données compilées, ils sont devenus de plus en plus perplexes face à l’apparente non-présentation sédimentaire.
« Nous n’avons pas observé de dépôts riches en sable, comme dans notre étude des climats chauds du début de l’Éocène », a déclaré Burton. « Au lieu de cela, nous avons constaté que des discordances d’érosion importantes et généralisées – en d’autres termes, des lacunes dans les archives rocheuses – s’étaient développées au cours du refroidissement climatique extrême et du changement océanographique de l’Éocène-Oligocène. »
Les chercheurs proposent quelques théories sur les raisons de cette absence de dépôt. De vigoureux courants de fond océaniques, entraînés par la température et la salinité des eaux, pourraient avoir été déclenchés ou amplifiés par le changement climatique majeur, érodant potentiellement le fond océanique et balayant les sédiments qui s’écoulaient des continents.
Pendant ce temps, les mécanismes des plateaux continentaux exposés par la baisse du niveau de la mer auraient pu permettre aux sédiments de contourner entièrement les bassins sédimentaires les plus proches, envoyant les dépôts beaucoup plus loin dans la plaine abyssale du fond océanique. Des processus plus restreints à la région, comme l’érosion glaciaire autour de l’Antarctique, ont probablement également joué un rôle.
Quels que soient les mécanismes en jeu, ils ont collectivement créé des scènes d’érosion similaires dans les bassins océaniques de tous les continents. Cette omniprésence témoigne de ce que les chercheurs appellent des contrôles globaux, c’est-à-dire que de profonds changements climatiques ont été ressentis partout, depuis les terres les plus hautes jusqu’aux eaux les plus profondes.
De cette manière, l’événement climatique brutal à la frontière Éocène-Oligocène et ses effets substantiels nouvellement observés le long des marges continentales pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre l’énormité mondiale du changement climatique en cours. Bien que le changement climatique provoqué par l’homme au cours des deux derniers siècles soit actuellement d’une ampleur globale bien inférieure à celui de la transition Éocène-Oligocène, il se produit à un rythme alarmant et plus rapide, ont déclaré les chercheurs de Stanford.
« Nos découvertes peuvent nous aider à nous informer sur les types de changements radicaux qui peuvent se produire à la surface de la Terre face à un changement climatique rapide », a déclaré Graham. « Le passé géologique éclaire le présent, et particulièrement le futur. »
Plus d’informations :
Zachary FM Burton et al, Discordance globale Éocène-Oligocène dans les bassins sédimentaires clastiques, Examens des sciences de la Terre (2024). DOI : 10.1016/j.earscirev.2024.104912