Les leçons du dernier réchauffement climatique —
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Il y a 56 millions d’années, la Terre a connu l’un des événements de réchauffement climatique les plus importants et les plus rapides de son histoire : le maximum thermique paléocène-éocène (PETM), qui présente des similitudes avec le réchauffement actuel et futur. Cet épisode a vu les températures mondiales augmenter de 5 à 8 °C. Elle a été marquée par une augmentation de la saisonnalité des pluies, qui a entraîné le déplacement de grandes quantités d’argile dans l’océan, le rendant inhabitable pour certaines espèces vivantes. Ce scénario pourrait se répéter aujourd’hui. C’est ce qu’a révélé une équipe de l’Université de Genève (UNIGE), grâce à l’analyse de sédiments prélevés dans les eaux profondes du golfe du Mexique. Ces résultats sont à retrouver dans la revue Géologie.
Le maximum thermique paléocène-éocène (PETM), qui s’est produit il y a 56 millions d’années, est la perturbation climatique la plus importante et la plus rapide de l’ère cénozoïque (il y a 65,5 millions d’années à nos jours). Exceptionnel tant par son amplitude (hausse de 5-8°C) que par sa soudaineté (5 000 ans, un temps très court à l’échelle géologique), cet épisode a été marqué par un réchauffement des températures à l’échelle mondiale. Elle a duré environ 200 000 ans et a entraîné de nombreuses extinctions marines et terrestres.
Elle aurait été causée par une forte concentration de dioxyde de carbone — le fameux CO2 — et de méthane dans l’atmosphère, deux puissants gaz à effet de serre. Comme c’est le cas actuellement, ces gaz peuvent avoir été relâchés par plusieurs phénomènes, certainement en combinaison : la libération d’hydrates de méthane piégés sur les fonds marins, la fonte soudaine et importante du pergélisol, et l’injection de magma dans les sédiments organiques du bordure ouest de la Norvège. L’origine de ces processus est encore débattue. L’impact d’une météorite et/ou les effets d’une activité volcanique intense dans les profondeurs de l’Atlantique Nord pourraient en être responsables.
Une ”archive” géologique d’une qualité sans précédent
En raison des nombreuses similitudes entre le PETM et le réchauffement actuel, les vestiges géologiques de cette période sont étudiés de près par les scientifiques. Une équipe de l’UNIGE rapporte désormais de nouveaux éléments. ”L’objectif de notre étude était d’étudier l’influence de ces changements climatiques sur les systèmes sédimentaires, c’est-à-dire sur les processus de formation et de dépôt des sédiments, et de comprendre comment ces changements ont pu être transmis de l’atmosphère aux profondeurs de l’océan, ” explique Lucas Vimpere, post-doctorant à la Section des sciences de la Terre et de l’environnement de la Faculté des sciences de l’UNIGE et premier auteur de l’étude.
Les chercheurs ont analysé des sédiments prélevés à plus de 8 km de profondeur dans le golfe du Mexique. Ce bassin agit comme un « puits » géant dans lequel se déversent les matériaux érodés et transportés depuis le continent nord-américain pendant des millions d’années. ”Pour des raisons de coût et d’infrastructure, les sédiments utilisés pour étudier le PETM sont généralement prélevés dans des milieux marins ou continentaux peu profonds. Grâce à la collaboration d’une compagnie pétrolière, nous avons pu obtenir un échantillon d’une qualité sans précédent, sans aucune altération”, raconte le chercheur. La carotte de 543 mètres de long contient un enregistrement sédimentaire PETM de 180 mètres d’épaisseur, ce qui en fait l'”archive” géologique la plus complète de cette période au monde.
Plus d’argile au fond de l’océan
Les scientifiques de l’UNIGE ont découvert qu’il était composé d’abord d’une large couche d’argile puis d’une couche de sable, un résultat contre-intuitif. ”A l’époque du PETM, on pensait qu’il y avait eu plus de précipitations, donc plus d’érosion, et que de grandes quantités de sable avaient alors été transportées d’abord par les systèmes fluviaux dans les océans. Cependant, grâce à notre échantillon, nous avons pu déterminer que ce sont les argiles et non les sables qui ont été transportés en premier lieu”, explique Sébastien Castelltort, professeur ordinaire à la Section des sciences de la Terre et de l’environnement de la Faculté des sciences de l’UNIGE. , et dernier auteur de l’étude.
Ceci établit que la période n’a pas été marquée par une augmentation du taux annuel des précipitations mais par une augmentation de leur saisonnalité et de leur intensité. ”Cela a entraîné une mobilité accrue des canaux fluviaux – les zones les plus profondes d’une rivière – qui à leur tour ont transporté de grandes quantités d’argiles fluviales déposées sur les plaines alluviales adjacentes jusqu’aux profondeurs de l’océan. On peut désormais considérer la présence d’argile dans les bassins profonds comme un marqueur de l’augmentation de la saisonnalité des précipitations”, précise Lucas Vimpere. Le phénomène a entraîné une augmentation de la turbidité des océans qui nuit à la vie marine, en particulier aux coraux.
”Le PETM est un analogue potentiel du réchauffement actuel. Comme le montrent de récents rapports du GIEC, nous assistons également à une augmentation de la saisonnalité et de l’intensité des précipitations. Comme le montre notre étude, cela risque de déstabiliser les systèmes sédimentaires de la même manière que lors du PETM et avec les mêmes conséquences pour les océans et les espèces vivantes », explique Lucas Vimpere. Ces nouvelles données peuvent désormais être intégrées dans des modélisations visant à prédire l’évolution et les conséquences du réchauffement climatique.
