Maximum thermique du passage Paléocène-Éocène

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Changements climatiques au cours des 65 derniers millions d'années. Le Paleocene-Eocene Thermal Maximum est repéré par PETM.

Le passage du Paléocène à l'Éocène, il y a 56 millions d'années[1], a été marqué par la plus rapide et importante perturbation climatique du Cénozoïque. Un événement hyperthermique soudain a provoqué le réchauffement de la planète, conduisant au maximum thermique du Paléocène-Éocène (Paleocene-Eocene Thermal Maximum, ou PETM), connu aussi sous le nom de maximum thermique de l'Éocène 1 (Eocene Thermal Maximum 1, ou ETM1)[2].

Cet événement est associé à des changements dans les circulations océanique et atmosphérique, à l'extinction de nombreux foraminifères benthiques, et à l'important renouvellement de la faune de mammifères terrestres qui coïncida avec l'émergence de bon nombre des principaux ordres de mammifères actuels.

L'événement a vu les températures mondiales augmenter d'environ 6 °C sur seulement 20 000 ans, avec une hausse correspondante du niveau des mers en même temps que l'ensemble des océans se réchauffaient[3]. Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) ont augmenté, entraînant une élévation de la lysocline. L'anoxie de certaines eaux profondes peut avoir joué un rôle dans les extinctions marines. L'événement est lié à une diminution de l'isotope δ13C, qui se déroula sur deux périodes courtes (environ 1 000 ans). Celle-ci est sans doute la conséquence du dégazage des clathrates (dépôts de « glace de méthane »), qui a accentué une tendance préexistante au réchauffement. La libération de ces clathrates, et, finalement, le PETM lui-même, peuvent avoir été déclenchés par une série de causes.

Une quantité de carbone à peu près aussi grande que les gisements actuels de charbon, de pétrole et de gaz naturel pénétra dans l'atmosphère terrestre lors du PETM. Déjà chaude, la Terre se réchauffa en moyenne d'encore 5 °C, puis mit plus de 150 000 ans pour absorber l'excès de carbone et se refroidir.


Description[modifier | modifier le code]

Le maximum thermique du passage Paléocène-Éocène dura environ 20 000 ans, et se surperposa au sein d'une période de 6 millions d'années de réchauffement graduel[2] qui culmina plus tard lors de l'Éocène durant l'optimum climatique de l'Éocène. D'autres épisodes « hyperthermiques » peuvent être discernés pendant cette période de réchauffement, par exemple l'ETM2 (en) (maximum thermique de l'Éocène 2, - Eocene Thermal Maximum 2 -), survenu environ 2 millions d'années après le PETM (c'est-à-dire il y a 54 millions d'années). Lors de ces deux réchauffements globaux, la taille des ancêtres des chevaux actuels (Hyracotherium qui avaient la taille d'un chien), avait respectivement diminué de 30 % et 19 % lors du PETM puis de l'ETM2[4] (« nanisme adaptatif »).

Lors de ces évènements – dont le PETM est de loin le plus sévère – de 1 500 à 2 000 gigatonnes de carbone furent relâchées dans le système océan/atmosphère en mille ans. Ce taux de carbone additionnel équivaut à celui du relâchement actuel de carbone dans l'atmosphère du fait des activités anthropogéniques[5].

Le globe était légèrement différent pendant l'Éocène. L'isthme de Panama ne connectait pas encore l'Amérique du Sud et du Nord (mais le Canal de Panama a à nouveau isolé les deux sous-continents), permettant une circulation océanique entre le Pacifique et l'Atlantique. De plus, le passage de Drake était fermé, empêchant l'isolation thermique de l'Antarctique. Ceci, combiné avec des niveaux élevés de CO2, explique qu'il n'y avait quasiment pas de calotte glaciaire - le globe était dépourvu de glace[2] ; en 2012, on a découvert que des palmiers poussaient en Antarctique (dont la température oscillait entre 10 et 25°C)[6].

Hypothèse explicative à l'échauffement et à la crise climatique de la fin du Thanétien[modifier | modifier le code]

Les données géophysiques disponibles montrent qu'il y a environ 56 millions d'années, le taux de carbone dans l'air a brusquement augmenté, dont sous forme de CO2 et très probablement de méthane (CH4) issu de la fonte de pergélisol[7] (et peut-être notamment du permafrost antarctique, hypothèse déjà suggérée en 2012[8]), ce qui s'est accompagné d'une hausse des températures moyennes de 5°C à 8°C, causant des extinctions, des modifications de la flore et d'énormes migrations de la faune.

L'origine de cette anomalie climatique ou « maximum thermique » Paléocène-Eocène (dit PETM pour « Paleocene-Eocene thermal maximum ») intrigue les géologues et intéresse les climatologues.
Elle est longtemps resté inconnue mais des études présentées en 2016 au congrès annuel de la Geological Society of America s'appuient sur la découverte de matériaux vitreux, de perles sombres trouvés dans huit carottages de sédiments datés du moment où la température semble s'être emballée. Ces matériaux, d'origine extraterrestre sont généralement associés au choc d'un gros météore avec la croute terrestre. Ils plaident pour l'hypothèse d'un petit impact de comète qui aurait initié le PETM, en perturbant le cycle du carbone, seulement 10 millions d'années après qu'un événement similaire, mais plus important ait causé l'extinction des dinosaures et de nombreuses autres espèces[9].

Délais de résilience[modifier | modifier le code]

Concernant la résilience climatique, une étude récente (2016) basée sur des analyses isotopiques du carbone piégé dans des carbonates sédimentaires de cette époque suggère qu'il a fallu 4000 ans environ pour purger cet excès de carbone[10], ce qui indique que le puits de carbone a été ralenti d'un facteur 10 environ par rapport à aujourd'hui, et que les écosystèmes ont besoin de temps pour se rééquilibrer après ce genre d'évènement, ce qui est inquiétant selon les auteurs de l'étude si l'on rapporte ce taux aux émissions contemporaines, en particulier concernant « la réponse adaptative des plantes et des animaux »[7].

La résilience écologique est plus difficile à mesurer, et n'est pas encore bien caractérisée.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en)http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01.pdf
  2. a, b et c (en) Zachos, J.C., « An early Cenozoic perspective on greenhouse warming and carbon-cycle dynamics », Nature, vol. 451, no 7176,‎ , p. 279–83 (DOI 10.1038/nature06588, lire en ligne [PDF])
  3. (en) Kennett, J.P. & Stott, L.D. 1991. Abrupt deep-sea warming, palaeoceanographic changes and benthic extinctions at the end of the Palaeocene. Nature (revue), 353: 225-229
  4. (en) ScienceDaily (2013) Global warming led to dwarfism in mammals - twice d'après l'University of Michigan (2013-11-02) Consulté 2013-11-03, sur la base de travaux financés par la NSF (National Science Foundation ; EAR0958821), la GSA (Geological Society of America), la société paléontologique des États-Unis et la Société Sigma Xi
  5. (en) http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter2.pdf
  6. (en) Des palmiers en Antarctique, article de BBC News.
  7. a et b Eric Hand (2016) Relatively slow greenhouse injections triggered ancient hothouse, Revue Science, 2016-03-21
  8. Richard A. Kerr (2012) Did Melting Antarctic Permafrost Drive Ancient Global Warming? 2012-04-04
  9. Voosen P (2016), Comet may have struck Earth just 10 million years after dinosaur extinction , Science, 2016-09-28
  10. Richard E. Zeebe, Andy Ridgwell & James C. Zachos (2016) Anthropogenic carbon release rate unprecedented during the past 66 million years, Nature Geoscience ; 9, 325–329 ; doi:10.1038/ngeo2681

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]