Des scientifiques découvrent un mystère climatique vieux 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.

Des géologues australiens ont utilisé la modélisation des plaques tectoniques pour déterminer les causes les plus probables du climat extrême de la période glaciaire sur Terre, survenu il y a plus de 700 millions d'années.

L'étude publiée dans géologie, nous aide à comprendre le fonctionnement du thermostat intégré au sol qui évite que le sol ne reste bloqué en mode surchauffe. Cela montre également à quel point le climat mondial est sensible à la concentration de carbone dans l’atmosphère.

« Imaginez que la Terre soit presque complètement gelée », a déclaré l'auteur principal de l'étude, le Dr Adriana Dutkiewicz, ARC Future Fellow. « C'est 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 chuté. Cependant, la cause de cela reste une question ouverte. »

Dépôts glaciaires de la Formation de Sturt issus de la Glaciation de Sturt il y a environ 717 à 664 millions d'années dans le nord des Flinders Ranges, en Australie, près de la réserve faunique d'Arkarola. L'auteur principal, le Dr Adriana Dutkiewicz, de l'École des sciences de la Terre de l'Université de Sydney, souligne l'existence d'une épaisse couche de dépôts glaciaires. Crédit : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney

« Nous pensons maintenant avoir résolu l’énigme : une baisse historique des émissions de dioxyde de carbone volcanique, favorisée par l’altération d’un gros tas de roche volcanique dans ce qui est aujourd’hui le Canada, un processus qui absorbe le dioxyde de carbone atmosphérique.

Aperçus géologiques des Flinders Ranges

Le projet s'inspire des débris glaciaires laissés par l'ancienne glaciation de cette période, que l'on peut observer de manière frappante dans la chaîne Flinders en Australie méridionale.

Une récente excursion géologique dans la chaîne de montagnes, dirigée par le co-auteur, le professeur Alan Collins de l'Université d'Adélaïde, a incité l'équipe à utiliser… Université de Sydney Modèles informatiques EarthByte pour étudier la cause et la durée extrêmement 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 qui a duré 57 millions d’années. Les géologues de l'Université de Sydney, dirigés par le Dr Adriana Dutkiewicz et le professeur Dietmar Müller, ont trouvé le coupable probable : des niveaux historiquement bas de dioxyde de carbone volcanique dans l'atmosphère. Cette vidéo montre le mouvement 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 de « Terre boule de neige ».) 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, a duré il y a 717 à 660 millions d'années, une période précédant la présence de dinosaures et d'une 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 l'aspect le plus mystérieux est la raison pour laquelle elle a duré 57 millions d'années – une période que nous, les humains, avons du mal à imaginer. »

L’équipe est revenue à un modèle de tectonique des plaques qui montre l’évolution des continents et des bassins océaniques quelque temps après la rupture de l’ancien supercontinent Rodina. Ils l'ont connecté à un modèle informatique qui calcule le dioxyde de carbone₂ Les volcans sous-marins dégazent les gaz le long des dorsales médio-océaniques – des sites où les plaques divergent et génèrent 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 dioxyde de carbone et le changement climatique géologique

Ils se sont vite rendu compte que le début de la période glaciaire sturtienne était précisément lié au niveau le plus bas de dioxyde de carbone volcanique jamais enregistré.₂ émissions. De plus, Inc.₂ Les débits sortants sont restés relativement faibles tout au long de la période glaciaire.

« À cette époque, il n'y avait pas d'animaux multicellulaires ni de plantes terrestres sur Terre », a déclaré le Dr Dutkiewicz. « La concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère était presque entièrement déterminée par le dioxyde de carbone. »₂ La libération de gaz par les volcans et par les processus d'altération des roches silicatées, qui consomment du dioxyde de carbone₂« .

Le professeur Dietmar Müller, co-auteur de l'Université de Sydney, a déclaré : « La géologie régissait le climat à cette époque. Nous pensons que la période glaciaire du Sturtien a été déclenchée par un double coup dur : la réorganisation des plaques tectoniques a réduit au minimum le dégazage des gaz volcaniques. , alors qu'une province volcanique continentale commençait. » Au Canada en corrosion, consommant du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.₂.

Une vue vers la réserve faunique d'Arkarola, Flinders Ranges, où les dépôts glaciaires de la formation de Sturt issus de la glaciation de Sturt il y a environ 717 à 664 millions d'années forment une crête proéminente au milieu de l'image de gauche. Crédit : Professeur Dietmar Müller/Université de Sydney

« Le résultat était du dioxyde de carbone dans l'atmosphère₂ Elle est tombée au niveau auquel commence la glaciation, que nous estimons à moins de 200 ppm, soit moins de la moitié du niveau actuel.

Les travaux de l’équipe soulèvent des questions intéressantes sur l’avenir à long terme de la Terre. une Théorie moderne proposée Qu'au cours des 250 prochains millions d'années, la Terre évoluera vers la Pangée Ultima, un supercontinent si chaud que les mammifères pourraient disparaître.

Cependant, la Terre est également actuellement sur une voie de diminution du dioxyde de carbone volcanique.₂ Émissions, avec augmentation des collisions continentales et ralentissement des plaques. Alors peut-être que Pangea Ultima se transformera à nouveau en boule de neige.

« Quel que soit l'avenir, il est important de noter que le changement géoclimatique, du type étudié ici, se produit très lentement », a déclaré le Dr Dutkiewicz. NASALe changement climatique induit par l’homme se produit dix fois plus rapidement que jamais auparavant.

Référence : « Durée de la glaciation sturtienne « boule de neige terrestre » associée à un dégazage médio-océanique exceptionnellement faible » par Adriana Dutkiewicz, Andrew S. Meredith et Alan S. Collins, Ben Mather, Lauren Elano, Sabine Zahirovic et R. Dietmar Müller.

L'étude a été financée par le Conseil australien de la recherche.