L'extinction de masse qui a mis fin à l'époque géologique du Permien, il y a 252 millions d'années, a anéanti la plupart des animaux vivant sur Terre. D'énormes volcans ont éclaté, libérant 100 000 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela a déstabilisé le climat et le cycle du carbone, conduisant au réchauffement climatique dramatique, aux océans désoxygénés et à l'extinction de masse.
Cependant, de nombreuses plantes ont survécu, laissant des fossiles que les scientifiques ont utilisés pour modéliser une augmentation spectaculaire de 10 ° des températures mondiales.
« Alors que les spores fossilisées et le pollen de plantes du Trias précoce ne fournissent pas de preuves solides pour une perte de biodiversité soudaine et catastrophique, les animaux marins et terrestres ont connu l'extinction de masse la plus sévère de l'histoire de la Terre », a expliqué le Dr Maura Brunetti de l'Université de Genève, auteur principal de l'article dans l'article dans Frontiers in Earth Science.
«La vie sur Terre a dû s'adapter aux changements répétés du climat et du cycle du carbone pendant plusieurs millions d'années après la frontière du Permien-Trias.
« Notre étude relie les assemblages macrofossiles de la plante terrestre et les simulations numériques décrivant les climats possibles du permien tardif au premier trias. Nous montrons qu'un passage d'un état climatique froid à celui avec une température moyenne de l'air de surface d'environ 10 ° C plus élevé est conforme aux changements dans les biomes des plantes. »
Crise climatique
Les scientifiques ont étudié cinq étapes de chaque côté de la frontière du Permien-Trias: le Permian Wuchisipingien et Changhsingien, le premier Trias Induan et Olenekian, et l'anisian du Trias moyen.
Ils ont combiné une carte de la géographie de la Terre à l'époque avec des données de fossile végétal, en attribuant des genres végétaux à six biomes majeurs pour estimer à quoi ressemblait le climat local à différents endroits en fonction des plantes qui y sont trouvées. Les changements au fil du temps dans le dossier fossile ont servi de données d'observation pour tester les modèles climatiques des scientifiques.
Ces biomes allaient des biomes chauds et humides «tropicaux» aux biomes tropicaux ou tempérés saisonniers et des biomes désertiques. Différentes températures et CO2 Les niveaux favorisent différents biomes. Dans les états à température froide, les latitudes tropicales présentent un désert, tandis qu'à des latitudes plus élevées, la végétation-tempérée froide et la toundra apparaissent.
Les états chauds présentent une végétation tempérée aux latitudes polaires et au désert aux latitudes équatoriales. Le plus CO2 est présent, les biomes plus chauds et plus humides sont.
Les graines de récupération
Les scientifiques ont ensuite utilisé une analyse statistique pour estimer la similitude entre les enregistrements fossiles des plantes existantes et les simulations des biomes qui auraient prospéré dans différents états à température et CO2 niveaux. Ils ont constaté que ces biomes avaient radicalement changé à la frontière du Permian-Trias, alors que la planète passait d'un climat froid à un climat chaud.
Les premières périodes, dans le Permien, étaient froides, tandis que la première période du Trias – l'Induan – était un climat perturbé que les scientifiques ne pouvaient pas identifier. Cela pourrait être dû à des biais d'échantillonnage ou à une préservation des fossiles plus faible, ou cela pourrait être dû à des oscillations climatiques à court terme qui ne permettaient pas aux biomes de se stabiliser. Nous avons besoin de plus de données fossiles pour clarifier cela.
Le dernier trias, cependant, était beaucoup plus chaud. Les périodes suivantes – l'Olenekian et l'anisian – ont stabilisé à des températures de 10 degrés plus élevées qu'auparavant.
Réchauffe
« Cette transition de l'état climatique plus froid à l'état plus chaud est marquée par une augmentation d'environ 10⁰c dans la température moyenne de l'air de surface globale et une intensification du cycle de l'eau », a déclaré Brunetti.
« Les biomes tropicaux Everwet et Summerwet ont émergé sous les tropiques, remplaçant les paysages principalement désertiques. Pendant ce temps, le biome tempéré de la coquille chaude s'est déplacé vers les régions polaires, conduisant à la disparition complète des écosystèmes de la toundra. »
« Le décalage de la couverture de la végétation peut être lié aux mécanismes de basculement entre les états stables climatiques, fournissant un cadre potentiel pour comprendre la transition entre le Permien et le Trias », a ajouté Brunetti.
« Ce cadre peut être utilisé pour comprendre le comportement de basculement dans le système climatique en réponse au CO actuel2 augmenter. Si cette augmentation se poursuit au même rythme, nous atteindrons le niveau d'émissions qui a provoqué l'extinction de masse du Permien-Trias en environ 2 700 ans – une échelle de temps beaucoup plus rapide que les émissions limites du Permien-Trias. «
Cependant, comme pour le climat de la période induane, plus de données et des modèles plus raffinés sont nécessaires pour des résultats plus clairs.
« La comparaison entre les biomes simulés et l'ensemble de données est influencé par des incertitudes résultant de reconstructions paléogéographiques et de la classification des assemblages fossiles en biomes », a averti Brunetti.
« De plus, notre configuration de modélisation du climat repose sur le couplage hors ligne entre les modèles – le modèle de végétation utilise les sorties finales du modèle climatique pour la reconstruction du biome. Cela pourrait être amélioré à l'aide d'un modèle de végétation dynamique. »
