• Géophysique: un scénario quantitatif permet, pour la première fois, d’expliquer la mise en place et la fin de la glaciation Permo-Carbonifère!____¤201704

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Onset and ending of the late Palaeozoic ice age triggered by tectonically paced rock weathering» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis, dans le cadre théorique de la reconstruction du cycle géologique du carbone, de mieux comprendre la mise en place et la fonte finale du plus long et du plus prononcé des âges glaciaires depuis l’apparition des organismes pluri-cellulaires: la glaciation Permo-Carbonifère (330-290 millions d’années environ), ou Late Paleozoic Ice Age (LPIA).

     

    Rappelons tout d'abord que les fluctuations du climat sont conditionnées par deux processus antagonistes, «la production naturelles de CO2, liée au dégazage de la Terre suite à son activité magmatique et sa consommation par la dissolution lente des roches continentales véritable puits de CO2», un système autorégulé «identifié dans les années 1980».

     

    Plus précisément, «si le volcanisme vient à augmenter la teneur en CO2 alors le climat est plus chaud et globalement plus humide, il en résulte une accélération de la dissolution des roches et la consommation du CO2 associée» de sorte que cette rétroaction négative, où «la conséquence s’oppose à la cause», contient «les teneurs en CO2 dans des limites acceptables pour le vivant».

     

    En ce qui concerne les causes de la glaciation Permo-Carbonifère, on les a longtemps attribuées «à la colonisation des continents par les plantes vasculaires», car «les plantes sont capables d’accélérer la dissolution des roches continentales grâce, entre autres, aux sécrétions de leurs racines» et cette accélération, qui «force le CO2 à décroître», peut «entraîner la mise en place d’une glaciation».

     

    Cependant, cet effet indiscutable des plantes «ne peut plus être invoqué comme cause de la glaciation Permo-Carbonifère, car des études récentes montrent que la colonisation des continents par les plantes est achevée vers 380 millions d’années, soit plusieurs dizaines de millions d’années avant le début de la glaciation».

     

    Pour sa part, l'étude ici présentée est partie «du constat que la période glaciaire est contemporaine de deux épisodes tectoniques majeurs» («la surrection de la chaîne de montagnes hercynienne, qui résulte de la collision entre le Gondwana et la Laurussia, et la formation du super-continent Pangée») pour évaluer l'influence de la tectonique des plaques dans le contexte de la glaciation Permo-Carbonifère.

     

    En vue de quantifier «l’impact de ces deux événements sur l’évolution du climat de la fin du Paléozoïque, dans une fenêtre allant de 350 à 270 millions d’années dans le passé», la première étape «a été le développement d’un modèle numérique couplant pour la première fois, à l’échelle de la Terre entière, les processus d’altération chimique des roches et d’érosion physique des continents».

     

    Dans une deuxième étape, ce modèle a été intégré «dans le modèle numérique GEOCLIM qui simule l’évolution temporelle du cycle du carbone géologique et du climat». Il est alors apparu «que la surrection de la chaîne hercynienne dans la zone équatoriale à partir de 330 millions d’années s’est accompagnée d’une érosion intense, facilitée par un ruissellement pouvant atteindre plusieurs mètres par an par endroit».

     

    Ce décapage intense, qui «évacue les sols tropicaux épais qui s’étaient mis en place avant la surrection», permet l’exposition de roches fraîches, aussitôt «attaquées par le CO2 atmosphérique, dissous dans l'eau de pluie». Ces roches, en s'altérant rapidement, «piègent le CO2 et le forcent à passer sous le seuil de glaciation vers 330 millions d’années».

     

    A la fin de l’épisode orogénique vers 290 millions d’années, «la chaîne hercynienne perd rapidement de son altitude» alors que l'altération chimique des roches «continue à produire des sols». Cependant comme l'érosion physique diminue, «le développement de sols très épais qui finalement protègent la roche fraîche de l’altération» peut se produire de nouveau et faire diminuer consommation de CO2.

     

    Par ailleurs, «l’assemblage final de la Pangée autorise le développement d’énormes surfaces arides dans les zones tropicales» où «le manque d’eau limite la dissolution des roches dans ces zones». Ainsi, ces deux effets combinés font que, l’efficacité de l’altération chimique des roches diminuant fortement, «le CO2 augmente et franchit le seuil de déglaciation» mettant «un terme à la glaciation Permo-Carbonifère».

     

    En fin de compte, ce scénario quantitatif permet, pour la première fois, «d’expliquer la mise en place et la fin de la glaciation permo-carbonifère, en accord avec les reconstructions de CO2 atmosphériques basées sur des données, ainsi qu’avec l’évolution de traceurs de l’altération (comme le rapport 87Sr/86Sr des carbonates sédimentaires)».

     

     


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