Les géologues s’intéressent au cycle sédimentaire – l’érosion des montagnes qui forme le sable qui est transporté jusqu’à l’océan – car il est fondamental pour comprendre le fonctionnement de la planète.
C’est également crucial pour comprendre le bilan mondial du sable et planifier les opérations offshore telles que l’extraction de pétrole, les parcs éoliens et la séquestration du carbone. Maintenant, les chercheurs ont examiné de près le cycle sédimentaire de la Terre antique pendant une période extrêmement chaude à la recherche d’indices sur les impacts des événements climatiques extrêmes.
En synthétisant des données mondiales sur les gisements de sable en haute mer, les chercheurs ont identifié un signal ou une « empreinte » de changement climatique extrême d’il y a environ 50 millions d’années : les gisements de turbidite. On pense que ces dépôts, preuves d’anciens courants d’eau sous-marins rapides, sont causés par le transport vers le bas des sédiments qui se sont accumulés au sommet du talus continental.
« Cela suggère que les événements météorologiques extrêmes et les conditions climatiques mondiales exacerbées contribuant à l’érosion accrue des paysages pourraient amplifier l’apport de sable dans l’océan profond », a déclaré Zack Burton, maître de conférences adjoint à l’Université de Stanford, auteur principal d’une étude détaillant les résultats publiés le 8 février dans Rapports scientifiques.
Haute mer
La recherche remet en question une idée de longue date selon laquelle les changements du niveau de la mer sont l’influence dominante sur les dépôts de sable dans les profondeurs marines. Lorsque le niveau de la mer est bas, il y a plus de chances que les sédiments érodés des montagnes trouvent leur chemin vers les profondeurs marines. De nombreux chercheurs ont émis l’hypothèse que la haute mer empêche le sable de se déposer dans les mers profondes, car les plaines côtières et les plateaux continentaux sous-marins pourraient constituer des barrières empêchant le sable d’atteindre les eaux profondes.
Mais selon la compilation des auteurs de l’étude de 59 exemples de systèmes de turbidite de l’Éocène précoce actifs il y a 56 à 48 millions d’années, les conditions climatiques et l’activité tectonique peuvent être plus importantes que les changements du niveau de la mer pour le dépôt de sable en haute mer.
« Nous soupçonnions que c’était vrai, mais nous n’avions pas réalisé l’ampleur des exemples documentés dans la littérature », 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. . « Il y avait beaucoup plus de ces gisements en eau profonde que nous ne l’avions réalisé. »
Dans l’article, les chercheurs présentent un modèle conceptuel suggérant que des conditions telles que des précipitations intenses et des drainages fluviaux intégrés peuvent provoquer d’abondants dépôts marins profonds riches en sable malgré des niveaux de la mer exceptionnellement élevés.
Planète serre
La Terre au début de l’Éocène, il y a 56 à 48 millions d’années, avait le niveau de la mer le plus élevé – avec des océans à plus de 200 pieds au-dessus des niveaux actuels – depuis avant l’extinction massive soudaine des trois quarts des espèces végétales et animales de la planète il y a environ 66 millions d’années. Il y avait des forêts tropicales dans l’Arctique et des alligators vivaient dans les Dakotas.
Alors que certaines de ces conditions peuvent être insondables, le changement climatique actuel nous donne un aperçu des événements climatiques extrêmes qui ont assiégé le début de l’Éocène.
« Alors que la Terre devient de plus en plus chaude parce que le CO2 augmente l’effet de serre et que le niveau de la mer monte encore plus, nous nous attendrions à ce que l’intensité croissante des tempêtes, des taux de précipitations plus élevés – basés sur la modélisation climatique par d’autres personnes – aient beaucoup plus d’impact en termes de sédiments atteignant les profondeurs marines », a déclaré Graham.
Bien que cela ne soit pas pertinent de sitôt, la puissance des courants de turbidité ne doit pas être sous-estimée pour assurer l’avenir des prochaines générations. Les flux chargés de sédiments connus sous le nom de courants de turbidité sont comme les avalanches rougeoyantes dévastatrices qui dévalent les volcans en éruption, a déclaré Graham.
Les chercheurs ont découvert les courants de turbidité pour la première fois parce qu’ils cassaient des câbles télégraphiques transatlantiques en 1929. « Ce sont des flux sous-marins très puissants d’une ampleur énorme », a déclaré Burton.
Avec cette synthèse des dépôts de turbidité d’un moment aussi critique de l’histoire de la Terre, les chercheurs espèrent que d’autres continueront à spéculer sur les aspects des climats plus chauds qui pourraient avoir un impact sur le cycle sédimentaire mondial.
« D’autres facteurs, comme les interactions humaines avec les systèmes sédimentaires et le monde terrestre dans lequel nous vivons tous, se combinent pour influencer le mouvement des sédiments », a déclaré Burton. « Je pense que c’est difficile à considérer d’un point de vue quotidien, simplement parce que nous ne voyons pas ces systèmes – ils font partie du magnifique mystère de l’océan profond dont nous savons si peu de choses. »
Les co-auteurs de Stanford incluent Tim McHargue et les anciens élèves Chris Kremer (maintenant à l’Université Brown), Jared Gooley (maintenant au US Geological Survey Alaska Science Center), Chayawan Jaikla (maintenant à Microsoft) et Jake Harrington.
Plus d’information:
Zack Burton et al, la chaleur maximale du Cénozoïque a permis le dépôt de sable en haute mer, Rapports scientifiques (2023). DOI : 10.1038/s41598-022-27138-2 , www.nature.com/articles/s41598-022-27138-2