L'activité volcanique de l'Atlantique Nord a été un facteur majeur de changement climatique il y a 56 millions d'années, selon une étude.

21 août 2023 feature

Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en évidence les attributs suivants tout en assurant la crédibilité du contenu :

• vérifié par les faits
• publication évaluée par les pairs
• source de confiance
• corrigé

par Hannah Bird de Phys.org

Le Maximum thermique des Paléocène-Éocène (PETM) est une période de réchauffement climatique global qui s'est produite il y a environ 56 millions d'années, durant environ 200 000 ans, lorsque la Terre a connu une élévation de la température de surface de l'ordre de 5 °C.

Les hypothèses quant à la cause de cet événement hyperthermique (réchauffement de courte durée) incluent la déstabilisation des hydrates de méthane (solides semblables à de la glace de méthane et d'eau) en raison des forçages orbitaux (des changements du rayonnement solaire entrant dus à des variations de l'inclinaison de l'axe et de l'orbite de la Terre) et l'élévation de la terre provoquant l'érosion des roches marines.

Cependant, de nouvelles recherches dans Climate of the Past suggèrent que l'activité volcanique dans l'Atlantique Nord a contribué à d'importantes quantités de gaz à effet de serre dans l'atmosphère (elle était active il y a 63 à 54 millions d'années mais a connu un pic de volcanisme il y a 56 à 54 millions d'années). L’augmentation des émissions de carbone est en corrélation avec une importante augmentation du carbone plus léger (12C) enregistrée dans les coquilles de micro-organismes fossiles vivant dans les océans à cette époque, les foraminifères. Cela renforce l'effet de serre en piégeant et en absorbant la chaleur rayonnant de la surface de la Terre, créant ainsi une boucle de rétroaction positive de températures toujours plus élevées.

Ce volcanisme s'étend sur une vaste région ignée de l'Atlantique Nord (NAIP) située entre le Groenland, au nord du Royaume-Uni et à l'ouest de la Norvège, avec un volume total de magma estimé à avoir été mis en place jusqu'à 1 000 000 km3, ce qui équivaut à un réservoir de carbone de 35 000 gigatonnes.

Pour estimer la contribution du NAIP au changement climatique du PETM, le Dr Morgan Jones de l'Université d'Oslo et ses collègues se sont tournés vers l'enregistrement sédimentaire préservé sur l'île de Fur, au Danemark, où une section complète avant le PETM jusqu'à après l'événement est présente, ayant été soulevée du fond marin au fil des millénaires.

Ici, des centaines de couches de cendres (>1 cm d'épaisseur) dérivées de la NAIP peuvent être trouvées, que les scientifiques ont analysées pour certains éléments afin de déterminer l'activité volcanique, les changements dans les régimes hydriques et l'érosion. De telles mesures sont appelées des proxies et fournissent une indication des conditions environnementales passées lorsque des mesures directes ne sont pas disponibles, contrairement à aujourd'hui où nous pouvons utiliser des instruments pour mesurer les émissions en temps réel.

Les proxies volcaniques comprennent le mercure et l'osmium qui sont libérés lors des éruptions et sont déposés avec la matière organique. Leur enrichissement progressif tout au long de la succession indique une activité accrue de la NAIP avant le PETM, avant un déclin assez rapide pendant la phase de récupération post-événement. Cela aurait été composé d'éruptions basaltiques et de dégazage thermogénique (élimination des gaz dissous des liquides) en raison du contact avec des intrusions magmatiques.

Dans le dernier cas, des niveaux élevés de méthane ont contribué de manière significative au réchauffement climatique global car c'est un puissant gaz à effet de serre, 28 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour piéger la chaleur sur une période de 100 ans. Le Dr Jones suggère un changement distinct dans l'activité de la NAIP, passant d'une éruption effusive (déversement de lave sur le sol) à une éruption explosive (incluant des nuages de cendres et des bombes volcaniques, par exemple) au cours de cette période.

Les proxies paléoclimatiques comprennent le carbone, le lithium et l'osmium, ces deux derniers étant des traceurs de l'érosion des silicates. Les abondances de lithium et d'osmium augmentent pendant le pic et ensuite post-PETM, mettant en évidence une intensification de l'érosion et de l'érosion des silicates résultant d'un cycle hydrologique plus intense dû au réchauffement climatique global. Cependant, les mesures de lithium ne correspondent pas pleinement à la température de l'époque, le Dr Jones et ses collègues suggérant que l'élévation de la NAIP aurait contribué à fournir plus de roches exposées pour l'érosion et l'érosion des silicates.

L'érosion post-PETM des coulées de lave basaltique riches en silice a utilisé le dioxyde de carbone de l'atmosphère pour former des composés de carbonate et de bicarbonate qui piègent ce gaz à effet de serre dans la roche, aidant ainsi à réduire le dioxyde de carbone et donc à aider à la récupération de l'événement climatique. De plus, un cycle hydrologique amélioré a transporté les cendres jusqu'à la mer pour les enfouir, ce qui aurait contribué à créer une boucle de rétroaction négative où plus de carbone a été retiré de l'atmosphère et de l'hydrosphère ; ainsi, le forçage du gaz à effet de serre a diminué et les températures mondiales ont baissé.

It is worth noting that not all of the volcanic record is preserved here, as only the most explosive eruptions would have had ash reach from the North Atlantic to Denmark to be preserved and discovered by scientists millions of years later. While there is still much more work to be conducted on climate change events over geological timescales, they are important to study as they offer a window into future global warming, understanding how both natural and anthropogenic-induced carbon dioxide will impact our world.

Journal information: Climate of the Past

© 2023 Science X Network