Il n’y a pas de parallèle parfait dans le passé de la Terre pour le changement climatique d’aujourd’hui – le réchauffement causé par l’homme se produit simplement trop rapidement et violemment. L’analogue le plus proche est apparu il y a 56 millions d’années, lorsque pendant 3 000 à 5 000 ans, les gaz à effet de serre sont montés dans l’atmosphère, provoquant un réchauffement d’au moins 5 °C et poussant les espèces tropicales vers les pôles.
La cause de la température maximale paléocène-éocène (PETM) a longtemps été débattue, les chercheurs citant des mécanismes exotiques tels que des rejets catastrophiques de méthane du fond marin ou même des impacts d’astéroïdes. Mais ces dernières années, les preuves se sont accumulées pour un coupable plus prosaïque : les volcans crachant du carbone qui se sont formés sous le Groenland alors qu’il se séparait de l’Europe. Maintenant, les chercheurs ont trouvé des preuves d’un effet qui aurait amplifié l’effet de réchauffement des volcans, ce qui en fait un suspect plus fort. On pense que le dessous du Groenland est incrusté de roches riches en carbone, comme des balanes sur la quille d’un navire. Pendant le rift, ils peuvent avoir une bouffée de dioxyde de carbone (CO2), déclare Thomas Gernon, géologue à l’Université de Southampton et responsable de la nouvelle étude. « C’est une tempête parfaite de conditions. »
Le PETM fascine depuis longtemps les paléoclimatologues. « Depuis que les dinosaures ont donné un coup de pied dans le seau, c’est le plus grand événement de réchauffement climatique que nous ayons eu », déclare Pincelli Hull, scientifique en paléoclimat à l’Université de Yale. Il peut fournir des indications sur la rapidité avec laquelle la Terre se réchauffe avec l’augmentation des niveaux de gaz à effet de serre et sur la façon dont les extrêmes climatiques modifient les écosystèmes. Mais la comparaison avec aujourd’hui n’est pas exacte. Bien que la libération totale de carbone pendant le PETM ait dépassé la somme des réserves de pétrole et de gaz connue aujourd’hui, elle a été plus lente que l’augmentation actuelle des gaz à effet de serre et a entraîné un réchauffement plus progressif. La vie a eu plus de temps pour s’adapter qu’aujourd’hui : les archives fossiles montrent que les arbres ont migré vers le haut et vers des latitudes plus élevées, suivis par les animaux, alors même que les coraux tropicaux ont disparu et que les écosystèmes ont complètement changé.
Les explications précédentes du PETM se sont concentrées sur le méthane, un gaz à effet de serre encore plus puissant que le CO2 bien qu’il ait vécu moins longtemps. Des échantillons d’anciennes coquilles de plancton semblaient montrer que l’atmosphère s’était enrichie en carbone léger, l’isotope préféré de la vie, pendant la courte serre. Cela suggérait que le carbone responsable de la poussée de réchauffement provenait d’êtres vivants, comme la plupart du méthane, et non des gaz crachés par les volcans s’élevant des profondeurs de la Terre.
Au début, les chercheurs pensaient qu’un léger réchauffement aurait pu déstabiliser les hydrates de méthane – des dépôts de méthane sur le fond marin piégés dans des cages de cristaux de glace – et déclencher une libération massive de carbone. Mais que 2010 Horizon d’eau profonde La marée noire dans le golfe du Mexique a contrecarré cette théorie. Les microbes ont simplement mâché le méthane que le puits brisé a libéré dans l’océan, suggérant que le méthane du fond marin se rend rarement dans l’air. « La plupart des études de modélisation suggèrent que vous ne pouvez pas libérer suffisamment de gaz à effet de serre à partir des seuls hydrates », explique Sev Kender, paléoocéanographe à l’Université d’Exeter.
Les roches de boue sur le fond marin contiennent également du carbone dérivé d’êtres vivants, et le magma des éruptions sous-marines peut avoir chauffé les roches et libéré le carbone. Mais en 2017, des chercheurs ont analysé des fossiles de plancton provenant d’un noyau océanique et ont découvert que le carbone libéré pendant le PETM était plus lourd qu’on ne le pensait auparavant. Pour certains, cela indiquait que le carbone ne provenait pas de sources vivantes. « Selon l’état actuel des connaissances, cela semble être du volcanisme », explique Marcus Gutjahr, géochimiste au GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, qui a dirigé l’étude en 2017.
Le Groenland s’arrachait à l’Europe au moment du PETM alors qu’un panache du manteau passait sous l’île, préparant la croûte de 180 kilomètres d’épaisseur au-dessus à se séparer. Comme tout volcanisme, le processus aurait libéré du CO2. Cependant, Gernon a calculé que les éruptions pendant le rifting n’auraient fourni qu’un cinquième des plus de 10 000 gigatonnes de carbone nécessaires pour expliquer le réchauffement du PETM. Mais il savait que depuis des éternités, CO2 et d’autres gaz peuvent jaillir des plaques tectoniques lorsqu’ils plongent dans le manteau, s’infiltrer sous des croûtes épaisses comme celle du Groenland et former des formations carbonatées qui peuvent être stables pendant des millions, voire des milliards d’années.
Cependant, si la croûte est déchirée par des fissures, le carbone piégé peut remonter et éclater sous forme de lave de carbonatite rare qui contient beaucoup plus de CO2 que la lave normale. En effet, un tel processus semble être en cours en Afrique de l’Est, où une faille a commencé à arracher la Corne de l’Afrique du reste du continent, explique James Muirhead, géologue structuraliste à l’Université d’Auckland. « Au bord même du craton, nous obtenons ces laves de carbonatite », dit-il. « Et à côté du craton, on a beaucoup de CO2 rivières. »
De même, le point chaud qui a brûlé au Groenland il y a 60 millions d’années peut avoir mobilisé tout carbonate sous sa croûte, dit Gernon. Alors que le rifting commence à ouvrir ce qui est maintenant l’Atlantique nord-est, « vous allez libérer une énorme quantité de carbone ».
Les preuves de la fonte riche en carbone abondent de chaque côté du rift nord-atlantique, la division tectonique qui marque l’ancienne frontière entre le Groenland et l’Europe, rapportent Gernon et ses co-auteurs dans une étude publiée aujourd’hui. géosciences de la nature. Dans une carotte océanique collectée en 1981, ils ont trouvé des tufs volcaniques qui indiquent une forte augmentation du volcanisme au cours du PETM. Ils ont également passé au peigne fin la littérature pour étudier d’autres roches qui correspondent au noyau et ont trouvé des rapports dans l’est du Groenland et les îles Féroé de laves anormales riches en magnésium, en oxyde de titane et en éléments de terres rares – des signes de roche carbonatée fondant profondément sous la croûte. Les laves datent d’il y a environ 56,1 millions d’années, et les enquêteurs calculent que le rifting en aurait produit suffisamment pour expliquer la quasi-totalité des émissions de carbone nécessaires.
Kender dit que Gernon fournit des arguments convaincants, mais ajoute que le timing est essentiel. Le PETM s’est produit dans un moment géologique qui n’a duré que quelques milliers d’années. Pendant ce temps, le volcanisme n’a pas été daté avec précision. « Que ce soit au début, au milieu ou plus tard, nous ne pouvons pas encore le dire », dit Kender. L’équipe de Gernon affirme qu’une datation géochimique plus précise de la carotte océanique, qui n’a pas encore été publiée, soutient l’idée que les laves qu’ils étudient pourraient provenir du début du PETM. « Je suis assez confiant que l’histoire fonctionnera », déclare Gernon.
La couche de carbone post-cachée a peut-être déclenché un ancien épisode de réchauffement climatique | La science est apparue en premier sur Germanic News.