Le climat récupère en 300.000 ans, si les émissions de CO2 diminuent

La Terre a connu un important réchauffement climatique voici 93,5 millions d’années, mais tout est revenu à la normale en 300.000 ans. Son secret : l’altération chimique de certaines de ses roches par le CO₂ dissous dans l’eau de pluie. Des chercheurs viennent de nous en apporter la preuve, et précisent ce qui aurait pu se passer durant la crise biologique de l’époque dite « événement anoxique océanique global numéro 2 ».

La crise biologique du  Cénomanien-Turonien est peu connue, pourtant 53 % des espèces marines se sont éteintes. Elle est survenue 30 millions d’années avant l’extinction de masse qui a vu disparaître les dinosaures (à l’exception des oiseaux). © Tiago Fioreze, Flickr, cc by sa 3.0

À la limite du Cénomanien-Turonien, il y a 93,5 millions d’années, la Terre a vu disparaître 53 % de ses espèces marines, notamment à la suite d'une augmentation de 3 °C de la température des eaux océaniques équatoriales, et à l’apparition de zones mortes au fond des océans. Cet événement anoxique océanique global numéro 2, ou en anglais oceanic anoxic event 2 (OAE 2), aurait été causé par une importante augmentation de l’activité volcanique dans les Caraïbes, selon une étude parue en 2008. Cependant, d’autres publications placent l’origine de cet événement dans les îles Salomon ou à Madagascar.

Pendant plus de 10.000 ans, près de 10 milliards de tonnes de CO₂ auraient été libérées dans l’atmosphère… annuellement. De quoi causer un important et rapide réchauffement climatique, ce qui explique la montée en température des océans. Le détail essentiel à ce stade est que cesémissions ont fini par diminuer, jusqu’à s’arrêter.

C’est justement ce point qui a intéressé l’équipe de chercheurs de l’université d’Oxford (Royaume-Uni) menée par Philip Pogge von Strandmann. En étudiant l’OAE 2, les scientifiques ont voulu comprendre comment notre planète avait récupéré, en se focalisant sur le rôle joué par l’altération chimique des roches. Bien sûr, l’idée était de récolter des informations transposables à notre époque.

Les poissons, les tortues et les ammonites ont payé un lourd tribut durant la crise biologique du  Cénomanien-Turonien. © The justified sinner, Flickr, cc by nc sa 2.0

L’altération chimique des roches réduit le réchauffement climatique

Leur hypothèse de départ était la suivante : le CO₂ atmosphérique est partiellement dissous dans les eaux de pluie, il tombe donc durant les intempéries, et réagit ensuite chimiquement avec des roches de type basalte ou granite. Les produits formés sont alors lessivés et emportés vers les océans, où le carbone atmosphérique est partiellement capturé par la vie marine.

Or, une augmentation du CO₂ dans l’atmosphère, avec le réchauffement climatique qui s’ensuit, pourrait augmenter les précipitations, et donc l’altération des roches. Par conséquent, une plus grande quantité de carbone atmosphérique se trouverait emprisonnée dans les océans, de quoi permettre un refroidissement progressif naturel du climat.

Nous le savons maintenant, depuis la publication de l’information dans la revue Nature Geoscience, il s’agirait bien de ce qui s’est passé au Crétacé supérieur. Le phénomène aurait même été quatre fois plus rapide que prévu.

Grâce aux roches, le climat récupère en 300.000 ans

Pour le vérifier, des roches sédimentaires riches en nanofossiles datant de l’époque considérée ont été récoltées dans trois régions européennes (Eastbourne, Royaume-Uni ; South Ferriby, Royaume-Uni ; Raia del Pedale, Italie). Problème : de nombreux paramètres chimiques peuvent avoir été altérés par la végétation et les animaux qui peuplaient alors la planète. C’est pourquoi les scientifiques ont quantifié la présence de l’isotope 7 du lithium dans les échantillons. En règle générale, plus son taux est bas, plus cela signifie qu’il y a eu d’importantes altérations chimiques des roches.

Les résultats ont montré que les taux de lithium ont été les plus faibles durant l’OAE 2. Ainsi, il y a eu pendant cette période de fortes précipitations, et donc un important retrait de carbone hors de l’atmosphère. Le climat a donc commencé à se refroidir de lui-même jusqu’à revenir à une position stable, et ce en 300.000 ans. L’altération des roches joue donc un rôle crucial sur le climat, mais pas assez rapidement pour nous venir en aide, même si nous réduisons nos émissions de CO₂ dès aujourd’hui. 

L’augmentation de l’altération des roches suite au réchauffement climatique aurait également une part de responsabilité dans le déclin des espèces marines. L’arrivée de grandes quantités denutriments dans les océans aurait dopé leur production primaire près de la surface. Or, le phytoplancton meurt également en masse, et sa décomposition dans la colonne d'eau consomme beaucoup d'oxygène, au point de donner naissance à des zones dites mortes, anoxiques donc non propices à la vie. En l’état, cette dernière hypothèse n’est pas nouvelle, mais la présente étude vient préciser l'influence de l’altération des roches.