Des géologues australiens ont utilisé des modèles tectoniques des plaques pour déterminer la cause la plus probable du climat extrême de la période glaciaire sur Terre il y a plus de 700 millions d'années. Les émissions de carbone volcanique ont atteint un niveau record, déclenchant une période glaciaire mondiale qui a duré 57 millions d’années. La recherche, publiée dans Geology, nous aide à comprendre le fonctionnement du thermostat intégré à la Terre, qui l'empêche de passer en mode surchauffe. Cela montre également à quel point le climat mondial est sensible aux concentrations atmosphériques de carbone.

Des géologues australiens ont découvert que les faibles émissions de dioxyde de carbone volcanique et l'altération des roches au Canada étaient des facteurs clés à l'origine d'une période glaciaire extrême il y a 700 millions d'années. Leurs recherches s'appuient sur des modèles de plaques tectoniques et des preuves géologiques d'Australie méridionale pour révéler la sensibilité climatique de la Terre et son mécanisme thermostatique naturel, contrastant la lenteur du changement climatique géologique avec les changements rapides provoqués par l'activité humaine. Source : NASA

Le Dr Adriana Dutkiewicz, auteur principal de l'étude et ARC Future Fellow, a déclaré : « Imaginez que la Terre soit presque entièrement recouverte de glace et de neige. C'est ce qui s'est passé il y a environ 700 millions d'années ; la Terre était couverte de glace et de neige des pôles à l'équateur, et les températures ont chuté. Cependant, la cause exacte de cela reste une question ouverte.

Les dépôts glaciaires de la formation Sturt dans la partie nord des Flinders Ranges en Australie, près du sanctuaire sauvage d'Arkaroola, sont vieux d'environ 717 à 66,4 milliards d'années. L'auteur principal de l'étude, le Dr Adriana Dutkiewicz, de l'École des sciences de la Terre de l'Université de Sydney, souligne l'épaisse couche de dépôts glaciaires. Crédit image : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney

"Nous pensons maintenant avoir percé le mystère : les émissions de CO2 volcaniques, historiquement faibles, sont dues à l'altération d'une grande masse de roches volcaniques actuellement présentes au Canada ; un processus qui absorbe le CO2 atmosphérique."

Le projet a été inspiré par les spectaculaires débris glaciaires laissés par les anciens glaciers de cette période, visibles dans les Flinders Ranges, en Australie méridionale.

Une récente excursion géologique dans les montagnes, dirigée par le professeur Alan Collins, co-auteur de l'Université d'Adélaïde, a incité l'équipe à utiliser le modèle informatique EarthByte de l'Université de Sydney pour étudier les origines et la durée de cette période glaciaire.

Entre 717 millions d’années et 660 millions d’années, la Terre était recouverte de glace et de neige – une période glaciaire qui a duré 57 millions d’années. Les géoscientifiques de l'Université de Sydney, dirigés par le Dr Adriana Dutkiewicz et le professeur Dietmar Müller, ont identifié une cause possible : les niveaux de dioxyde de carbone volcanique dans l'atmosphère ont atteint des niveaux record. Cette vidéo montre le mouvement des continents (gris) et des limites des plaques (orange) d'il y a 850 millions d'années à 540 millions d'années (les flocons de neige sont apparus pendant la période « Terre boule de neige »). Source de l'image : Ben Mather et Dietmar Müller/Université de Sydney

La période glaciaire prolongée, également connue sous le nom de Glaciation Stewart, du nom de Charles Stewart, explorateur européen de l'Australie centrale au XIXe siècle, a duré il y a 717 à 660 millions d'années, bien avant l'émergence des dinosaures et de la vie végétale complexe sur terre.

Le Dr Dutkiewicz a déclaré: "Diverses raisons ont été avancées pour expliquer le déclenchement et la fin de cette période glaciaire extrême, mais la plus mystérieuse est la raison pour laquelle elle a duré 57 millions d'années - une période que nous, les humains, pouvons difficilement imaginer."

L’équipe est revenue aux modèles tectoniques des plaques, qui montrent l’évolution des continents et des bassins océaniques après la rupture de l’ancien supercontinent Rodina. Ils ont connecté cela à un modèle informatique qui calculait le dégazage du dioxyde de carbone des volcans sous-marins le long des dorsales médio-océaniques, là où les plaques divergent et où naît une nouvelle croûte océanique.

Dr Adriana Dutkiewicz de l'École des sciences de la Terre, Université de Sydney, Flinders Ranges, Australie du Sud. Source : Université de Sydney

Ils se sont vite rendu compte que le début de la période glaciaire de Stewart coïncidait avec un niveau record d’émissions de dioxyde de carbone volcanique. De plus, les émissions de dioxyde de carbone sont restées relativement faibles tout au long de la période glaciaire.

Le Dr Dutkiewicz a déclaré : « À cette époque, il n'y avait pas d'animaux multicellulaires ni de plantes terrestres sur Terre. La concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère était presque entièrement déterminée par le dioxyde de carbone émis par les volcans et le processus d'altération des roches silicatées, qui consomme du dioxyde de carbone.

Le professeur Dietmar Müller, co-auteur de l'Université de Sydney, a déclaré : « La géologie dominait le climat au cours de cette période. Nous pensons que le début de la période glaciaire de Stewart était le résultat d'un double coup dur : une réorganisation des plaques tectoniques qui a minimisé le dégazage volcanique, tandis que les zones volcaniques continentales du Canada ont commencé à s'éroder, appauvrissant le dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Une vue depuis les Flinders Ranges vers la réserve sauvage d'Akalura. Les dépôts glaciaires de la Formation Stewart formés par la Glaciation Stewart il y a environ 717 à 664 millions d'années forment une crête proéminente au centre gauche de la photo. Crédit image : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney

"En conséquence, le dioxyde de carbone atmosphérique est tombé aux niveaux observés au début de la période glaciaire - que nous estimons à moins de 200 parties par million, soit moins de la moitié des niveaux actuels."

Les travaux de l’équipe de recherche soulèvent des questions intéressantes sur l’avenir à long terme de la Terre. Une théorie récente propose qu'au cours des 250 prochains millions d'années, la Terre évoluera vers la Pangée Ultima, un supercontinent dont les températures sont si élevées que les mammifères pourraient disparaître.

Cependant, la Terre est également désormais sur une trajectoire de réduction des émissions de dioxyde de carbone volcanique à mesure que les collisions continentales s’intensifient et que la vitesse des plaques ralentit. Alors peut-être que "Pangia Ultimate" fera à nouveau boule de neige.

Le Dr Dutkiewicz a déclaré : « Quoi qu'il arrive à l'avenir, il est important de noter que les changements climatiques géologiques étudiés ici se produisent extrêmement lentement. Selon la NASA, le rythme du changement climatique induit par l'homme est 10 fois plus rapide que ce que nous avons vu auparavant.

Source compilée : ScitechDaily