Selon une équipe internationale de scientifiques, les changements de l’orbite terrestre qui ont favorisé des conditions plus chaudes ont peut-être contribué à déclencher un événement de réchauffement climatique rapide il y a 56 millions d’années, considéré comme un analogue du changement climatique moderne.
« Le maximum thermique paléocène-éocène est ce que nous avons dans les archives géologiques de ce que nous vivons actuellement et que nous pourrions vivre à l’avenir avec le changement climatique », a déclaré Lee Kump, professeur de géosciences à Penn State. « Il y a eu beaucoup d’intérêt pour mieux résoudre cette histoire, et notre travail aborde des questions importantes sur ce qui a déclenché l’événement et le taux d’émissions de carbone. »
Les scientifiques ont analysé des échantillons de carottes d’un enregistrement bien conservé du PETM près de la côte du Maryland en utilisant l’astrochronologie, une technique de datation des sédiments par rapport aux modèles orbitaux qui se produisent sur des dizaines à des centaines de milliers d’années, connues sous le nom de cycles de Milankovitch.
Ils ont découvert que la forme de l’orbite terrestre (excentricité) et l’oscillation dans sa rotation (précession), favorisaient des conditions plus chaudes au début du PETM et que ces configurations orbitales ensemble pouvaient avoir joué un rôle dans le déclenchement de l’événement.
« Un déclencheur orbital peut avoir conduit à la libération de carbone qui a provoqué plusieurs degrés de réchauffement climatique pendant le PETM, par opposition à ce qui est une interprétation plus populaire au moment où le volcanisme massif a libéré le carbone et déclenché l’événement », a déclaré Kump, le John Leone. Doyen du Collège des sciences de la terre et des minéraux.
Les résultats, publiés dans la revue Communication Nature, ont également indiqué que le début du PETM a duré environ 6 000 ans. Les estimations précédentes allaient de plusieurs années à des dizaines de milliers d’années. Le moment est important pour comprendre la vitesse à laquelle le carbone a été libéré dans l’atmosphère, ont déclaré les scientifiques.
« Cette étude nous permet d’affiner nos modèles de cycle du carbone pour mieux comprendre comment la planète réagit à une injection de carbone sur ces échelles de temps et de réduire les possibilités de la source du carbone qui a conduit le PETM », a déclaré Mingsong Li, professeur adjoint. à l’École des sciences de la Terre et de l’espace de l’Université de Pékin et ancien professeur adjoint de recherche en géosciences à Penn State, qui est l’auteur principal de l’étude.
Un début de 6 000 ans, associé à des estimations selon lesquelles 10 000 gigatonnes de carbone ont été injectées dans l’atmosphère sous forme de gaz à effet de serre dioxyde de carbone ou méthane, indique qu’environ une gigatonne et demie de carbone a été libérée par an.
« Ces taux sont près d’un ordre de grandeur plus lents que le taux d’émissions de carbone aujourd’hui, ce qui est préoccupant », a déclaré Kump. « Nous émettons maintenant du carbone à un taux 5 à 10 fois supérieur à nos estimations d’émissions lors de cet événement géologique qui a laissé une empreinte indélébile sur la planète il y a 56 millions d’années. »
Les scientifiques ont effectué une analyse chronologique de la teneur en calcium et de la susceptibilité magnétique trouvée dans les noyaux, qui sont des indicateurs des changements dans les cycles orbitaux, et ont utilisé ces informations pour estimer la stimulation du PETM.
L’orbite de la Terre varie de manière prévisible et calculable en raison des interactions gravitationnelles avec le soleil et les autres planètes du système solaire. Ces changements ont un impact sur la quantité de lumière solaire atteignant la Terre et sa répartition géographique et influencent donc le climat.
« La raison pour laquelle il y a une expression dans les archives géologiques de ces changements orbitaux est qu’ils affectent le climat », a déclaré Kump. « Et cela affecte la productivité des organismes marins et terrestres, la quantité de précipitations, l’érosion des continents et donc la quantité de sédiments transportés dans l’environnement océanique. »
L’érosion des fleuves paléo Potomac et Susquehanna, qui au début du PETM ont peut-être rivalisé avec le débit du fleuve Amazone, a transporté des sédiments vers l’océan où ils se sont déposés sur le plateau continental. Cette formation, appelée l’argile de Marlboro, est maintenant à l’intérieur des terres et offre l’un des exemples les mieux conservés du PETM.
« Nous pouvons développer des histoires en creusant les couches de sédiments et en extrayant des cycles spécifiques qui créent cette histoire, tout comme vous pourriez extraire chaque note d’une chanson », a déclaré Kump. « Bien sûr, certains enregistrements sont déformés et il y a des lacunes, mais nous pouvons utiliser les mêmes types de méthodes statistiques que celles utilisées dans les applications qui peuvent déterminer quelle chanson vous essayez de chanter. Vous pouvez chanter une chanson et si vous oubliez la moitié les mots et sauter un refrain, il sera toujours en mesure de déterminer la chanson, et nous pouvons utiliser cette même approche pour reconstruire ces enregistrements. »
Plus d’information:
Mingsong Li et al, Astrochronologie du maximum thermique paléocène-éocène sur la plaine côtière atlantique, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-33390-x