Le navire de forage « JOIDES Resolution » au lever du soleil. Crédit : Peter Betlem (IODP)
Des recherches récentes révèlent que l’activité volcanique d’il y a 56 millions d’années a émis une plus grande quantité de méthane que ce qui avait été estimé précédemment.
Il y a environ 55 millions d’années, l’océan Atlantique est né. Jusque-là, l’Europe et l’Amérique étaient liées. Lorsque ces masses terrestres ont commencé à se séparer, la croûte terrestre entre elles s’est rompue, libérant de grands volumes de magma. Ce phénomène, connu sous le nom de volcanisme de rift, a entraîné la création de grandes provinces ignées (LIP) dans plusieurs endroits du monde.
Un LIP notable est situé entre le Groenland et l’Europe, submergé à plusieurs kilomètres sous la surface de l’océan. Une campagne de forage internationale dirigée par Christian Berndt du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel, en Allemagne, et Sverre Planke de l’Université d’Oslo, en Norvège, a recueilli de nombreux échantillons du LIP, qui ont maintenant été évalués.
Au cours de « core on deck », le co-scientifique en chef Christian Berndt (GEOMAR, Allemagne) et le surintendant des opérations Steve Midgley (IODP JRSO) discutent du processus de forage. Crédit : Sandra Herrmann (IODP/JRSO)
Dans leur étude publiée dans la revue Géoscience de la natureles chercheurs peuvent montrer que les bouches hydrothermales étaient actives à de très faibles profondeurs ou même au-dessus du niveau de la mer, ce qui aurait permis à des quantités de gaz à effet de serre de pénétrer dans l’atmosphère beaucoup plus importantes qu’on ne le pensait auparavant.
« À la limite Paléocène-Éocène, certaines des éruptions volcaniques les plus puissantes de l’histoire de la Terre se sont produites sur une période de plus d’un million d’années », explique Christian Berndt. Selon les connaissances actuelles, ce volcanisme a réchauffé le climat mondial d’au moins cinq degrés Celsius et a provoqué une extinction massive – le dernier réchauffement climatique dramatique avant notre ère, connu sous le nom de maximum thermique paléocène-éocène (PETM). Les géologues n’ont pas encore été en mesure d’expliquer pourquoi, car la plupart des éruptions volcaniques modernes provoquent un refroidissement en libérant des aérosols dans la stratosphère.
Le navire de forage « JOIDES Resolution » au large des côtes norvégiennes. Crédit : Peter Betlem (IODP)
D’autres études de la grande province ignée du Karoo en Afrique du Sud ont révélé une abondance d’évents hydrothermaux associés à des intrusions magmatiques dans le bassin sédimentaire. Cette observation, parmi d’autres, a conduit à l’hypothèse que de grandes quantités de gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone et le méthane, pourraient avoir pénétré dans l’atmosphère par la ventilation hydrothermale.
« Lorsque nos collègues norvégiens Henrik Svensen et Sverre Planke ont publié leurs résultats en 2004, nous aurions aimé nous lancer immédiatement pour tester l’hypothèse en forant les anciens systèmes d’évents autour de l’Atlantique Nord », explique Christian Berndt. Mais ce n’était pas si facile : « Notre proposition a été bien accueillie par l’Integrated Ocean Drilling Program (IODP), mais elle n’a jamais été programmée car elle nécessitait un forage de colonne montante, une technologie qui n’était pas disponible à l’époque. »
Sur le pont du JOIDES Resolution : Les chefs de croisière, le professeur Dr. Sverre Planke de l’Université d’Oslo (à gauche) et le professeur Dr. Christian Berndt de GEOMAR (à droite) avec les scientifiques Carlos Alvarez Zarikian de l’IODP (2e à partir de la droite) et Reed Scherer de la Northern Illinois University (2e à partir de la gauche). Crédit : Sayantani Chatterjee (IODP)
Au fur et à mesure que la recherche progressait, des systèmes de ventilation hydrothermale ont été découverts qui étaient à la portée du forage sans colonne montante. Ainsi, la proposition de forage a été soumise à nouveau et l’expédition a finalement pu commencer à l’automne 2021 – 17 ans après la soumission de la première proposition.
Une trentaine de scientifiques de 12 pays ont participé à la croisière de recherche de l’IODP (maintenant le Programme international de découverte des océans) sur le plateau de Vøring au large de la côte norvégienne à bord du navire de forage scientifique « JOIDES Resolution ». Cinq des 20 forages ont été forés directement dans l’un des milliers d’évents hydrothermaux. Les carottes obtenues peuvent être lues par les scientifiques comme un journal de l’histoire de la Terre. Les résultats étaient convaincants.
Une carotte de forage est amenée à bord du JOIDES Resolution pour analyse scientifique. Crédit : Sandra Herrmann (IODP/JRSO)
Les auteurs montrent que l’évent était actif juste avant le maximum thermique paléocène éocène et que le cratère résultant s’est rempli en très peu de temps, juste au début du réchauffement climatique. De manière tout à fait inattendue, leurs données montrent également que l’évent était actif dans une profondeur d’eau très faible, probablement inférieure à 100 mètres. Cela a des conséquences considérables sur l’impact potentiel sur le climat.
Christian Berndt : « Aujourd’hui, la majeure partie du méthane qui pénètre dans la colonne d’eau à partir des évents hydrothermaux actifs en haute mer est rapidement converti en dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre beaucoup moins puissant. Étant donné que l’évent que nous avons étudié est situé au milieu de la vallée du Rift, là où la profondeur de l’eau devrait être la plus grande, nous supposons que d’autres évents se trouvaient également en eau peu profonde ou même au-dessus du niveau de la mer, ce qui aurait permis à des quantités beaucoup plus importantes de gaz à effet de serre de s’échapper. entrer dans l’atmosphère.
Chaque section des noyaux est différente et contient des informations que les experts peuvent lire comme un journal de l’histoire de la Terre. Crédit : Sandra Herrmann (IODP/JRSO)
En ce qui concerne le réchauffement climatique actuel, il y a des conclusions intéressantes à tirer des carottes. D’une part, ils ne confirment pas que le réchauffement climatique à cette époque a été causé par la dissolution des hydrates de gaz – un danger qui a été beaucoup discuté ces dernières années. D’autre part, ils montrent qu’il a fallu plusieurs millénaires pour que le climat se refroidisse à nouveau. Le système Terre a donc pu se réguler, mais pas à des échelles de temps pertinentes pour la crise climatique actuelle.
