L'événement anoxique océanique Toarcian (T-OAE), un bouleversement environnemental majeur se produisant il y a environ 183 millions d'années pendant l'ère mésozoïque, est l'une des perturbations les plus graves du cycle du carbone de la Terre dans l'histoire géologique.
Le T-OAE a été caractérisé par une augmentation rapide de la température mondiale d'environ 6 ° C, une extinction marine généralisée et une excursion négative d'isotopes de carbone dépassant 6%, reflétant une libération massive de carbone riche en ¹²c – des sources, notamment de méthane ou de coche2 dérivé de la matière organique – dans l'atmosphère et les océans de la Terre. En étudiant les T-Oae, les scientifiques ont longtemps posé la question critique: quelles étaient les sources de carbone dominantes et les mécanismes de rétroaction qui l'ont déclenché?
Deux mécanismes ont été largement cités comme moteurs primaires potentiels: l'activité volcanique des grandes provinces ignées et la libération de méthane thermogénique via le métamorphisme de contact. Pourtant, une limitation clé persiste: ces processus à eux seuls ne peuvent pas expliquer pleinement les excursions d'isotopes de carbone négatifs synchrones à l'échelle mondiale préservées dans le dossier stratigraphique, laissant une lacune dans la compréhension scientifique.
Une étude publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences Offre maintenant de nouvelles perspectives sur les origines du T-Oae.
Dirigée par le professeur Jin Zhijun, membre de l'Académie chinoise des sciences (CAS), et le professeur Zhao Mingyu de l'Institut de géologie et de géophysique de CAS, une équipe de recherche internationale a développé un modèle mondial d'inversion biogéochimique. Ce modèle innovant relie explicitement le vélo de méthane à travers trois réservoirs critiques: les sédiments, l'océan et l'atmosphère.
En intégrant des ensembles de données géologiques multi-proxy avec un cadre d'inversion bayésienne – un outil statistique qui affine les prédictions en incorporant l'incertitude – les chercheurs ont quantifié les deux flux de gaz à effet de serre et leurs signatures isotopiques pendant la période T-OAE. Les résultats contestent les hypothèses précédentes sur les pilotes de l'événement.
Notamment, le modèle démontre que des impulsions à grande échelle de méthane biogénique – méthane produite par l'activité microbienne – étaient essentielles pour reproduire les anomalies isotopiques du carbone pulsé observées dans les dossiers géologiques. L'échelle de ces impulsions est frappante: chaque libération individuelle du méthane a dépassé la quantité totale d'émissions de carbone anthropiques depuis la révolution industrielle. Au cours de l'ensemble des T-Oae, le volume total de carbone libéré pendant ces impulsions de méthane a approché la quantité de carbone actuellement stockée dans toutes les réserves de pétrole et de gaz du monde.
L'étude identifie en outre les conditions qui ont alimenté cette méthanogenèse microbienne massive: réduction de la disponibilité des sulfates dans les océans jurassiques précoces et enterrement amélioré de la matière organique. Les deux facteurs ont créé un environnement dans lequel les microbes producteurs de méthane ont prospéré, amplifiant la libération de méthane.
Cette libération de méthane a eu des effets en cascade sur le climat et les écosystèmes de la Terre. Le puissant forçage radiatif du méthane – sa capacité à piéger la chaleur dans l'atmosphère – le réchauffement climatique amplifié de plus de 2 ° C pendant l'événement. Cette pic de température a tourné à son tour une plus grande désoxygénation de l'océan, une caractéristique des T-Oae. De manière significative, ces changements climatiques et océanographiques coïncidaient avec des impulsions de perte de biodiversité marine, indiquant que la libération épisodique du méthane a agi comme un moteur critique de l'instabilité climatique et des extinctions pendant l'événement.
Cette étude met en évidence les émissions biogènes biogènes pulsées comme le facteur dominant contrôlant le moment et la gravité du T-OAE. Il souligne la vulnérabilité du système terrestre à la libération rapide du carbone et au changement climatique axé sur la rétroaction, offrant un contexte précieux pour comprendre les risques climatiques présents et futurs, ont noté les chercheurs.
L'étude a été menée en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Pékin, de l'Université de Leeds, de l'Université de Waikato et d'autres institutions.
