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Des géologues australiens ont utilisé la modélisation des plaques tectoniques pour déterminer ce qui a probablement causé une période glaciaire extrême dans l'histoire de la Terre, 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 à l'équateur et les températures ont chuté. Cependant, la cause exacte de cela reste une question ouverte.
« Nous pensons maintenant avoir percé le mystère : des émissions de dioxyde de carbone volcanique historiquement faibles, favorisées 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. »
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 les modèles informatiques EarthByte de l'Université de Sydney pour étudier la cause et la durée exceptionnellement longue de cette période glaciaire.
La période glaciaire prolongée, également appelée glaciation sturtienne du nom 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.
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 pas d'animaux multicellulaires ni de plantes terrestres sur Terre. La concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère était presque entièrement dictée par le CO.2 dégazage des volcans et par les processus d'altération des roches silicatées, qui consomment du CO2« .
Le professeur Dietmar Müller, co-auteur 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 des plaques tectoniques a réduit au minimum le dégazage volcanique, tandis qu'en même temps un réchauffement continental une province volcanique du Canada a commencé à s'éroder, consommant du CO atmosphérique2.
« Le résultat était que le CO atmosphérique2 est tombé à un niveau où la glaciation entre en jeu – que nous estimons être inférieur à 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 la NASA, le changement climatique induit par l'homme se produit à un rythme 10 fois plus rapide que celui que nous avons connu auparavant. Déjà vu. »
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