Des températures dignes de Bali dans le Wyoming ? Des fossiles révèlent une Amérique du Nord tropicalement chaude il y a 95 millions d’années


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  • Une nouvelle étude de l’Université du Michigan qui a utilisé des coquilles d’huîtres fossiles comme paléothermomètres a révélé que la mer peu profonde qui couvrait une grande partie de l’ouest de l’Amérique du Nord il y a 95 millions d’années était aussi chaude que les tropiques d’aujourd’hui.

    L’étude fournit les premières données directes sur la température de cette vaste mer de latitude moyenne au plus fort du maximum thermique du Crétacé, l’un des intervalles climatiques les plus chauds de la planète au cours des dernières centaines de millions d’années.

    Les résultats, publiés en ligne le 9 mai dans la revue Géologiefont également allusion à ce qui pourrait être réservé aux générations futures à moins que les émissions de gaz à effet de serre piégeant la chaleur ne soient maîtrisées.

    « Ces données indiquent que l’intérieur de l’Amérique du Nord pendant le pic de la serre du Crétacé était aussi chaud que les conditions les plus chaudes des tropiques modernes – imaginez le climat de Bali, en Indonésie, dans des endroits comme l’Utah ou le Wyoming », a déclaré le responsable de l’étude. l’auteur Matt Jones, ancien chercheur postdoctoral de l’Université du Michigan, actuellement au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution.

    L’étude a révélé que les températures moyennes de l’eau dans la voie maritime intérieure de l’Ouest au milieu du Crétacé variaient de 28 à 34 degrés Celsius (82 F à 93 F), aussi chaudes que les extrêmes tropicales modernes comme la piscine chaude Indo-Pacifique, qui présente systématiquement le températures de l’eau les plus élevées sur la plus grande étendue de la surface de la Terre.

    Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone au milieu du Crétacé font toujours l’objet de débats parmi les chercheurs, mais de nombreuses études ont montré des niveaux supérieurs à 1 000 parties par million. Les niveaux actuels sont légèrement supérieurs à 420 ppm mais pourraient dépasser 1 000 d’ici la fin de ce siècle à moins que les émissions de combustibles fossiles ne soient réduites, selon les climatologues.

    « Ces nouvelles découvertes aident à résoudre les températures en Amérique du Nord pendant un intervalle de chaleur de serre maximal dans le passé géologique, ce qui à son tour peut nous aider à mieux prédire à quel point la Terre pourrait être chaude à l’avenir dans des conditions de CO2 atmosphérique plus élevées », a déclaré le géochimiste et l’étude de l’UM. co-auteur Sierra Petersen, professeure adjointe au Département des sciences de la Terre et de l’environnement.

    Pour déterminer à quel point l’Amérique du Nord était chaude pendant le pic mondial des serres du Crétacé il y a 95 millions d’années, les chercheurs ont analysé 29 coquilles d’huîtres bien conservées provenant d’une collection de fossiles de l’US Geological Survey.

    Les fossiles provenaient d’affleurements de grès et de schiste dans le Wyoming, le Colorado, l’Utah, le Nouveau-Mexique et l’Arizona – des endroits qui se trouvaient à une latitude similaire à celle d’aujourd’hui mais qui étaient sous l’eau pendant le Crétacé. À cette époque, la Voie maritime intérieure de l’Ouest s’étendait du golfe du Mexique à l’Arctique et de l’actuel Utah à l’Iowa.

    Les fossiles recueillis à travers l’intérieur ouest des États-Unis montrent que la voie maritime regorgeait de vie marine, y compris des palourdes massives, des ammonites à coquille en spirale et des types d’huîtres éteints. Les dinosaures parcouraient les plaines côtières adjacentes.

    Pour la présente étude, les chercheurs ont utilisé des coquilles d’huîtres fossiles recueillies sur plusieurs décennies par Bill Cobban, l’un des paléontologues américains les plus éminents du XXe siècle, et ses collègues. Au fur et à mesure que les huîtres grandissaient, leurs coquilles incorporaient diverses formes, ou isotopes, des éléments oxygène et carbone, dans des proportions qui révèlent la température de l’eau de mer environnante.

    Avec une petite perceuse Dremel, Jones a échantillonné les coquilles fossiles et a recueilli la calcite en poudre. À l’aide d’un spectromètre de masse à la pointe de la technologie dans le laboratoire UM de Petersen, les chercheurs ont mesuré les rapports isotopiques du carbone et de l’oxygène. Plus précisément, ils ont examiné la présence de l’isotope de carbone lourd carbone-13 et de l’isotope d’oxygène lourd oxygène-18, et la fréquence à laquelle ils ont été trouvés liés ensemble dans la structure cristalline de la calcite.

    Cette fréquence de liaison des deux isotopes lourds, appelée agrégation isotopique, est très sensible à la température ambiante lors de la formation d’un minéral, permettant aux scientifiques de reconstruire les températures passées grâce à une technique récemment développée appelée paléothermométrie isotopique agglomérée.

    « De nombreuses générations de géologues ont étudié la paléontologie et la stratigraphie de la Voie maritime intérieure de l’Ouest, fournissant différentes idées sur le climat passé et une base de connaissances qui a rendu cette étude possible », a déclaré Jones. « Cependant, aucune mesure directe au paléothermomètre n’existait – jusqu’à présent – depuis l’intérieur de l’Amérique du Nord pour le pic de ce monde à effet de serre du Crétacé.

    « Ce manque d’enregistrements a entravé une compréhension solide de l’évolution de la température de l’Amérique du Nord à travers le Crétacé et de l’influence de la température sur les biotes marins du continent dans la voie maritime, ainsi que sur la faune terrestre comme les dinosaures habitant les plaines côtières adjacentes. »

    Selon les auteurs, les données nord-américaines de la nouvelle étude sont cohérentes avec les études précédentes qui utilisaient des techniques traditionnelles de paléothermométrie isotopique de l’oxygène sur des sites en haute mer dans le monde. Ces études antérieures, qui mesuraient le rapport des isotopes stables de l’oxygène, ont déduit des températures de surface de la mer dans les 20 s C (bas 80 F) du subantarctique au milieu des 30 s C (90 s F supérieur) des tropiques et du sud. latitudes moyennes.

    En plus des découvertes spécifiques quantifiant la chaleur globale passée dans la Voie maritime intérieure de l’Ouest, la nouvelle étude démontre également comment cette technique géochimique particulière peut être utilisée pour révéler les conditions climatiques dans un passé lointain, où les techniques antérieures ont eu du mal.

    « Même après avoir travaillé avec le paléothermomètre à isotopes agglomérés pendant 15 ans, je trouve toujours étonnant que, étant donné les bons échantillons, nous puissions essentiellement plonger un thermomètre dans un océan vieux de 95 millions d’années et déterminer à quel point il était chaud », dit Peterson. « Si nous voulons être en mesure de mieux prédire comment différentes vies sur Terre pourraient réagir au réchauffement futur, des estimations concrètes de la température au cours des périodes chaudes passées peuvent nous aider à fixer des limites supérieures de capacité de survie. »

    L’autre auteur de l’article sur la géologie est Allison Curley, étudiante diplômée de l’UM. Le travail a été financé par la National Science Foundation, l’Université du Michigan et la bourse Peter Buck du National Museum of Natural History.

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