Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Adrien le Mercredi 12/04/2017 à 00:00
Il y a 300 millions d'années: le climat de la Terre sous l'emprise de la tectonique
Les causes des fluctuations du climat de la Terre aux échelles de temps très longues (>1 million d'années) restent encore largement méconnues. C'est dans le cadre théorique de la reconstruction du cycle géologique du carbone que les chercheurs du GET (CNRS, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) Toulouse 3 Paul Sabatier, IRD, CNES) et du CEREGE (CNRS, Université Aix (AIX est le système d'exploitation de type UNIX d'IBM. AIX est l'acronyme de Advanced Interactive eXecutive, mais seul l'acronyme est utilisé.) Marseille, IRD, Collège (Un collège peut désigner un groupe de personnes partageant une même caractéristique ou un établissement d'enseignement.) de France) tentent de comprendre l'apparition et la disparition des âges glaciaires. En particulier, les chercheurs de la présente étude se sont attachés à comprendre la mise en place et la fonte finale du plus long et plus prononcé de ces âges glaciaires depuis l'apparition des organismes pluri-cellulaires: la glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.) Permo-Carbonifère (330-290 millions d'années environ), ou Late Paleozoic Ice Age (LPIA).


La surface de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) il y a 310 millions d'années (altitude en mètres à la résolution du modèle numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) GEOCLIM). La Pangée achève son assemblage et la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de montagnes hercynienne traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir l'écartement et l'inclinaison, et transmettre au ballast les charges des véhicules circulant sur les...) l'équateur. Ces deux paramètres tectoniques provoquent l'entrée de la Terre en glaciation et sa sortie 20 millions d'années plus tard. / Crédits: Yves Godderis

Condition indispensable au maintien de la vie (La vie est le nom donné :) sur Terre depuis des milliards d'années, les fluctuations de la teneur en CO2 dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) doivent être limitées par un mécanisme naturel qui empêche tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) basculement (Le basculement, dans le domaine de l'astronautique, est l'inclinaison progressive d'un véhicule spatial autour d'un axe quelconque. Le basculement peut être utilisé pour modifier la direction du vecteur poussée.) vers des valeurs extrêmes, afin de maintenir un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...) favorable. On sait que les fluctuations du climat sont conditionnées par 2 processus antagonistes, la production naturelles de CO2, liée au dégazage de la Terre suite à son activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) magmatique et sa consommation par la dissolution lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) des roches continentales véritable puits de CO2. Le mécanisme d'autorégulation, véritable thermostat (Un thermostat est un système assurant une température constante. Cela peut être un dispositif passif (type bouteille thermos) ou bien un appareil qui sert a réguler une température.) terrestre, a été identifié dans les années 1980. 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 (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur...) de la dissolution des roches et la consommation du CO2 associée. On parle de rétroaction négative: la conséquence s'oppose à la cause, et contient donc les teneurs en CO2 dans des limites acceptables pour le vivant.

Les causes de la glaciation Permo-Carbonifère ont longtemps été attribuées à la colonisation des continents par les plantes vasculaires. En effet les plantes sont capables d'accélérer la dissolution des roches continentales grâce, entre autres, aux sécrétions de leurs racines. Cette accélération force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) le CO2 à décroître, ce qui peut entraîner la mise en place d'une glaciation. Mais si cet effet des plantes est indiscutable, il 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.

Et la tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures...) dans tout ça ? Moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de...) majeur de l'évolution de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...), elle avait été un peu oubliée, cachée par la forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et d'espèces associées. Un boisement de faible...). Les chercheurs du GET et du CEREGE sont partis 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 (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) entre le Gondwana et la Laurussia, et la formation du super-continent Pangée.

L'équipe du GET et du CEREGE a quantifié l'impact de ces deux événements sur l'évolution du climat de la fin du Paléozoïque, dans une fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) allant de 350 à 270 millions d'années dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une...). 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 (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) des continents. Ce modèle a ensuite été inclut dans le modèle numérique GEOCLIM qui simule l'évolution temporelle du cycle du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) géologique et du climat. A l'aide de cet outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification...), les chercheurs ont montré 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 évacue les sols tropicaux épais qui s'étaient mis en place avant la surrection, et permet l'exposition de roches fraîches. Attaquées par le CO2 atmosphérique, dissous dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique qui fait partie du cycle de l'eau. La pluie se...), ces roches s'altèrent rapidement, piègent le CO2 et le forcent à passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) sous le seuil de glaciation vers 330 millions d'années. A partir de 290 millions d'années, la chaîne hercynienne perd rapidement de son altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...) à la fin de l'épisode orogénique. L'altération chimique des roches continue à produire des sols. Mais l'érosion physique diminue, ce qui autorise à nouveau le développement de sols très épais qui finalement protègent la roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la...) fraîche de l'altération. La consommation de CO2 diminue. En outre, l'assemblage final de la Pangée autorise le développement d'énormes surfaces arides dans les zones tropicales. Le manque d'eau limite la dissolution des roches dans ces zones. Ces deux effets se combinent, l'efficacité de l'altération chimique des roches diminue fortement, le CO2 augmente et franchit le seuil de déglaciation. Ce qui met un terme à la glaciation Permo-Carbonifère.

Pour la première fois ce scénario quantitatif permet 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 (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.), ainsi qu'avec l'évolution de traceurs de l'altération (comme le rapport 87Sr/86Sr des carbonates sédimentaires).

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: CNRS-INSU