Une équipe de recherche dirigée par l'académicien Jin Zhijun de l'Institut de l'énergie de l'Université de Pékin a révélé comment les interactions entre l'activité tectonique de la Terre et les cycles astronomiques ont façonné conjointement le climat et le cycle du carbone de la planète à la fin du Paléozoïque (il y a 360 à 250 millions d'années, ou 360 à 250 Ma). Les résultats sont publiés dans Communications naturellesintitulé « Interactions tectoniques et astronomiques dans la formation du climat du Paléozoïque supérieur et de l'enfouissement du carbone organique », offrant de nouvelles informations sur le système climatique des temps profonds.
Entre 360 et 250 Ma, la Terre a subi des transformations spectaculaires. Les continents ont fusionné pour former le supercontinent, les glaciers se sont répandus sur de vastes régions et d'épaisses couches de charbon et de roches riches en matières organiques ont commencé à créer les matériaux qui deviendront plus tard les combustibles fossiles d'aujourd'hui. Les scientifiques savaient depuis longtemps que l'activité tectonique (telle que les éruptions volcaniques et la formation de montagnes) et les cycles astronomiques (changements dans l'orbite et l'inclinaison de la Terre) influençaient ces événements, mais la manière dont les deux fonctionnaient ensemble restait floue.
Cette étude explique comment les processus à l'intérieur de la Terre et les forces venues de l'espace interagissent pour contrôler le climat de la planète. Cela montre que lorsque l’activité tectonique était forte, le climat devenait instable, tandis que pendant les périodes tectoniques plus calmes, le climat se stabilisait, créant des conditions idéales pour l’enfouissement à grande échelle du carbone organique. Comprendre ces interactions naturelles aide les scientifiques à mieux prédire comment le climat de la Terre pourrait réagir aux futurs changements de CO₂ et d'autres facteurs.
L'équipe a divisé l'ère du Paléozoïque supérieur en trois phases tectoniques majeures à l'aide de reconstructions de plaques, de données géochimiques et de modélisation du cycle du carbone. Ils ont identifié des périodes d'activité accrue (~ 360-330 Ma et ~ 280-250 Ma) marquées par une expansion rapide des crêtes et de la subduction, du volcanisme et de l'instabilité climatique, ainsi qu'une phase intermédiaire (~ 330-280 Ma) de calme tectonique relatif avec une libération réduite de CO₂, des températures plus fraîches et des climats stables.
Les signaux astronomiques dans les sédiments étaient plus visibles pendant la phase calme, lorsque les cycles orbitaux influençaient fortement la température et les précipitations, mais étaient obscurcis pendant les phases actives en raison des pics volcaniques de CO₂. Les simulations ont confirmé que les niveaux de CO₂ agissaient comme un amplificateur majeur des fluctuations climatiques, reliant les forces tectoniques à l’équilibre climatique mondial.
Ce travail change la façon dont les scientifiques comprennent l’histoire ancienne du climat et montre comment les cycles intérieurs et extérieurs de la Terre ont toujours fonctionné. Cette étude offre une nouvelle perspective sur le mécanisme de régulation du cycle du carbone à long terme et constitue également une référence historique importante pour la recherche climatique moderne.
