Les géologues australiens ont identifié les faibles émissions volcaniques de CO2 et l’altération des roches au Canada comme facteurs clés à l’origine d’une période glaciaire extrême il y a 700 millions d’années. Leurs recherches, éclairées par la modélisation des plaques tectoniques et les preuves géologiques d’Australie-Méridionale, mettent en lumière la sensibilité climatique de la Terre et ses mécanismes naturels de thermostat, contrastant la lenteur du changement climatique géologique avec les changements rapides entraînés par les activités humaines. Crédit : NASA
Les émissions de carbone volcanique ont atteint un niveau record, déclenchant une période glaciaire mondiale qui a duré 57 millions d’années.
Des géologues australiens ont utilisé la modélisation des plaques tectoniques pour identifier les causes les plus probables d’une période glaciaire extrême sur Terre, survenue il y a plus de 700 millions d’années.
L’étude, publiée dans Géologie, nous aide à comprendre le fonctionnement du thermostat intégré à la Terre qui empêche la Terre de rester bloquée en mode surchauffe. Cela montre également à quel point le climat mondial est sensible à la concentration atmosphérique en carbone.
« Imaginez la Terre presque complètement gelée », a déclaré l’auteur principal de l’étude, le Dr Adriana Dutkiewicz, ARC Future Fellow. « C’est exactement ce qui s’est passé il y a environ 700 millions d’années ; la planète était recouverte de glace des pôles jusqu’à l’équateur et les températures ont plongé. Cependant, la cause exacte de cette situation reste une question ouverte.
Dépôts glaciaires de la Formation de Sturt provenant de la glaciation du Sturtien il y a environ 717 à 664 millions d’années dans le nord des Flinders Ranges, en Australie, à proximité du sanctuaire sauvage d’Arkaroola. L’auteur principal de la recherche, le Dr Adriana Dutkiewicz, de l’École des géosciences de l’Université de Sydney, souligne l’existence d’un épais lit de dépôts glaciaires. Crédit : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney
« Nous pensons maintenant avoir percé le mystère : des émissions de dioxyde de carbone volcanique historiquement faibles, aidées par l’altération d’un grand tas de roches volcaniques dans ce qui est aujourd’hui le Canada ; un processus qui absorbe le dioxyde de carbone atmosphérique.
Aperçus géologiques des Flinders Ranges
Le projet a été inspiré par les débris glaciaires laissés par l’ancienne glaciation de cette période et que l’on peut observer de manière spectaculaire dans les Flinders Ranges en Australie du Sud.
Une récente visite géologique dans les Ranges, dirigée par le co-auteur, le professeur Alan Collins de l’Université d’Adélaïde, a incité l’équipe à utiliser le Université de Sydney Modèles informatiques EarthByte pour étudier la cause et la durée exceptionnellement longue de cette période glaciaire.
Il y a entre 717 et 660 millions d’années, la Terre était recouverte de neige et de glace – une période glaciaire de 57 millions d’années. Les géoscientifiques de l’Université de Sydney, dirigés par le Dr Adriana Dutkiewicz et le professeur Dietmar Müller, ont trouvé la cause probable : des niveaux historiquement bas de dioxyde de carbone volcanique dans l’atmosphère. Cette vidéo montre les mouvements des continents (gris) et des limites des plaques (orange) il y a 850 à 540 millions d’années. (Des flocons de neige apparaissent pendant les périodes « Snowball Earth ».) Crédit : Ben Mather et Dietmar Müller/Université de Sydney
Glaciation sturtienne et tectonique des plaques
La période glaciaire prolongée, également appelée glaciation sturtienne en l’honneur de l’explorateur colonial européen de l’Australie centrale du XIXe siècle, Charles Sturt, s’est étendue il y a 717 à 660 millions d’années, une période bien avant l’existence des dinosaures et de la vie végétale complexe sur terre.
Le Dr Dutkiewicz a déclaré : « Diverses causes ont été proposées pour le déclenchement et la fin de cette période glaciaire extrême, mais l’aspect le plus mystérieux est la raison pour laquelle elle a duré 57 millions d’années – une période difficile à imaginer pour nous, les humains. »
L’équipe est revenue à un modèle de tectonique des plaques qui montre l’évolution des continents et des bassins océaniques après la rupture de l’ancien supercontinent Rodina. Ils l’ont connecté à un modèle informatique qui calcule le CO2 dégazage des volcans sous-marins le long des dorsales médio-océaniques – les sites où les plaques divergent et où naît une nouvelle croûte océanique.
Dr Adriana Dutkiewicz de l’École des géosciences de l’Université de Sydney dans les Flinders Ranges, en Australie méridionale. Crédit : Université de Sydney
Le rôle du CO2 et le changement climatique géologique
Ils se sont vite rendu compte que le début de la période glaciaire sturtienne était précisément corrélé à un niveau historiquement bas de CO volcanique.2 émissions. De plus, le CO2 les flux sortants sont restés relativement faibles pendant toute la durée de la période glaciaire.
Le Dr Dutkiewicz a déclaré : « À cette époque, il n’y avait ni animaux multicellulaires ni plantes terrestres sur Terre. La concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère était presque entièrement dictée par le CO2 dégazage des volcans et par les processus d’altération des roches silicatées, qui consomment du CO2.»
Le professeur Dietmar Müller, co-auteur de l’étude de l’Université de Sydney, a déclaré : « La géologie régnait sur le climat à cette époque. Nous pensons que la période glaciaire du Sturtien a commencé à cause d’un double coup dur : une réorganisation tectonique des plaques a réduit au minimum le dégazage volcanique, tandis qu’en même temps, une province volcanique continentale du Canada a commencé à s’éroder, consommant du CO atmosphérique.2.
Vue vers le sanctuaire sauvage d’Arkaroola, Flinders Ranges, avec les dépôts glaciaires de la formation Sturt de la glaciation du Sturtien il y a environ 717 à 664 millions d’années formant une crête proéminente au milieu de la photo de gauche. Crédit : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney
«Le résultat était que le CO atmosphérique2 est tombé à un niveau où la glaciation entre en jeu – que nous estimons à moins de 200 parties par million, soit moins de la moitié du niveau actuel.
Les travaux de l’équipe soulèvent des questions fascinantes sur l’avenir à long terme de la Terre. Une théorie récente proposait qu’au cours des 250 millions d’années à venir, la Terre évoluerait vers la Pangée Ultima, un supercontinent si chaud que les mammifères pourraient disparaître.
Cependant, la Terre est également actuellement sur une trajectoire de CO volcanique plus faible.2 émissions, à mesure que les collisions continentales augmentent et que les plaques ralentissent. Alors peut-être que Pangea Ultima se transformera à nouveau en boule de neige.
Le Dr Dutkiewicz a déclaré : « Quoi que l’avenir nous réserve, il est important de noter que le changement climatique géologique, du type étudié ici, se produit extrêmement lentement. Selon NASAle changement climatique induit par l’homme se produit à un rythme 10 fois plus rapide que ce que nous avons vu auparavant.
L’étude a été financée par le Conseil australien de la recherche.
