Une étude, dont les résultats intitulés «A new approach for modeling Cenozoic oceanic lithium isotope paleo-variations: the key role of climate» ont été publiés dans la revue Climate of the Past, a permis de montrer, grâce à l'analyse des isotopes du lithium, que l’aptitude des surfaces continentales à former des sols influence le climat de la Terre, révélant ainsi une histoire géochimique et climatique de la surface de notre planète plus subtile qu’on ne le pensait jusqu'ici.

Rappelons qu'avant le réchauffement climatique actuel, «depuis environ 50 millions d’années, le climat de la Terre n’a cessé de se refroidir». Pour expliquer ce refroidissement, «la surrection des grandes chaînes de montagnes du Tertiaire, et en particulier celle de l’Himalaya» est en premier lieu mise en avant.

Cette explication s'était trouvée renforcée par une étude publiée en 2012, qui fait apparaître que «le rapport isotopique du lithium de l’eau de mer (⁷Li/⁶Li) enregistré dans les coquilles carbonatées de microplanctons fossiles», a «considérablement augmenté au cours des derniers 50 millions d’années».

Plus précisément, «comme l’isotope 6 du Lithium est préférentiellement piégé dans les argiles qui se forment au cours de l’altération des roches exposées à la surface des continents, alors que l’isotope 7 est plus facilement emporté à l’océan par les rivières», il avait été déduit «que l’augmentation du rapport ⁷Li/⁶Li de l’eau de mer signifiait plus de formation d’argiles, et donc plus de dissolution de roches continentales».

Du fait que «ce processus consomme du CO₂, et réduit l’effet de serre, on pouvait y voir la raison du refroidissement du climat depuis 50 millions d’années» et faire de l’Himalaya le moteur de cette évolution, car «l’érosion intense de la chaîne brise les roches en petits morceaux et favorise l’altération et la formation d’argile».

L'étude ici présentée montre «qu’une interprétation différente du signal isotopique du lithium est aussi possible». En effet, il est apparu, à la suite de l'analyse de «la concentration en lithium de la kaolinite de sols et de latérites de Côte d’Ivoire, des États Unis, d’Amazonie et du bassin Parisien», que «ces profils d'altération, qui peuvent être très épais stockent beaucoup de lithium».

Ainsi, «il y a cinquante millions d’années, la quantité de lithium capable d’échapper à ce piège pour atteindre l’océan sous forme dissoute devient très faible, et en réponse, le rapport ⁷Li/⁶Li de l’eau de mer s’effondre».

De plus, à cette époque, «le contexte tectonique était marqué par l’absence de grandes chaînes de montagnes et donc d’érosion intense» de sorte que, comme «les continents d’alors présentaient de faibles altitudes et pentes», des sols épais, qui protégeaient les roches mères de la dissolution, «pouvaient aisément se développer, comme en attestent de nombreuses archives géologiques».

Il en a résulté une augmentation forte du niveau de CO₂ atmosphérique, car ce gaz «n’était plus pompé efficacement par l’altération». La conséquence a été qu'un «climat chaud et humide s’est installé globalement, ce qui est à nouveau confirmé par les archives paléoclimatiques».

Finalement, lorsque, à partir de 40 millions d’années, «les chaînes de montagnes surgissent», ce climat chaud va être remis en cause indirectement par l'augmentation de l’altération en raison de la limitation de «la capacité du système Terre à former des sols épais» (période où le lithium «parvient à nouveau à rejoindre les océans sous forme dissoute, poussant le rapport ⁷Li/⁶Li de l’eau de mer à augmenter»).