Comment le volcanisme a-t-il déclenché le changement climatique avant le début des éruptions ?

Alors que notre climat se réchauffe au-delà de ses limites historiques, les scientifiques doivent de plus en plus étudier les climats plus anciens de la planète pour obtenir des informations sur notre avenir. L’un des objets d’étude est un événement de réchauffement connu sous le nom d’optimum climatique du Miocène (MCO) il y a environ 17 à 15 millions d’années. Il a coïncidé avec des inondations de lave basaltique qui ont recouvert une grande partie du nord-ouest des États-Unis, créant ce que l’on appelle les « basaltes du fleuve Columbia ». Cette chronologie suggère que le CO volcanique₂ était la cause du réchauffement.

Ces éruptions sont l’exemple le plus récent d’une « grande province ignée », un phénomène qui a déclenché à plusieurs reprises des bouleversements climatiques et des extinctions massives tout au long de l’histoire de la Terre. La version du Miocène était relativement bénigne ; elle a vu du CO₂ Les niveaux d’eau et les températures mondiales augmentent, provoquant des changements dans les écosystèmes et une fonte importante de la glace de l’Antarctique, mais ne déclenchent pas d’extinction massive.

Un article récemment publié dans Geology, dirigé par Jennifer Kasbohm du laboratoire Earth and Planets de Carnegie Science, renverse l’idée selon laquelle les éruptions ont déclenché le réchauffement tout en les accusant d’être responsables de la culminer chaleur climatique.

Cette étude est le résultat de la première application réussie au monde de la datation radiométrique de haute précision sur les relevés climatiques obtenus par forage dans les sédiments océaniques, ouvrant la voie à de meilleures mesures des changements climatiques passés. En prime, elle confirme la validité des modèles mathématiques de nos orbites autour du système solaire au cours du temps profond.

Un climat passé avec le CO d’aujourd’hui₂ niveaux

« Aujourd’hui, avec 420 parties par million [of CO₂]« Nous entrons pratiquement dans l’optimum climatique du Miocène », a déclaré Thomas Westerhold de l’Université de Brême, qui a examiné l’étude de Kasbohm. Alors que notre CO₂ Même si les niveaux de glace sont identiques, les températures mondiales n’ont pas encore atteint les températures MCO, qui sont jusqu’à 8°C supérieures à celles de l’ère préindustrielle. « Nous déplaçons le système terrestre de ce que nous appelons le monde de la Maison de glace… dans la direction complètement opposée », a déclaré Westerhold.

Lorsque Kasbohm a commencé à étudier le lien entre les basaltes et le réchauffement du MCO en 2015, elle a découvert que la corrélation comportait d’énormes incertitudes. Elle a donc appliqué une datation radiométrique de haute précision, en utilisant la désintégration radioactive de l’uranium piégé dans des cristaux de zircon pour déterminer l’âge des basaltes. Elle a découvert que ses nouveaux âges ne couvraient plus le réchauffement du MCO. « Toutes ces éruptions [are] « Ces changements climatiques sont concentrés dans une petite partie seulement de l’optimum climatique du Miocène », a déclaré Kasbohm.

Mais il y avait aussi d’énormes incertitudes dans les dates du MCO, il était donc possible que l’inadéquation soit un artefact de ces incertitudes. Kasbohm a entrepris d’appliquer la même datation de haute précision aux sédiments marins qui enregistrent le MCO.

Une nouvelle approche pour un vieux problème

« Ce qui est vraiment passionnant… c’est que c’est la première fois que quelqu’un applique cette technique aux sédiments de ces carottes de forage océaniques », a déclaré Kasbohm.

En règle générale, les dates des sédiments océaniques extraits du fond marin sont déterminées à l’aide d’une combinaison de changements fossiles, d’inversions du champ magnétique et d’alignement des couches sédimentaires avec les oscillations orbitales calculées par les astronomes. Chacune de ces méthodes comporte des incertitudes qui sont aggravées par les lacunes dans les sédiments causées par le processus de forage et par les pauses naturelles dans le dépôt de matériaux. Il est donc difficile de faire correspondre différents enregistrements avec la précision nécessaire pour déterminer les causes et les effets.

Les incertitudes ont rendu le calendrier du MCO peu clair.

La datation radiométrique permettrait de contourner ces incertitudes. Mais jusqu’à il y a environ 15 ans, ses dates comportaient des erreurs si importantes qu’elles étaient inutiles pour répondre à des questions telles que la chronologie de l’OCM. Cette technique nécessite généralement des kilogrammes de matériau pour trouver suffisamment de cristaux de zircon contenant de l’uranium, alors que les carottes de forage océaniques ne donnent que quelques grammes.

Mais les scientifiques ont considérablement réduit ces limites : « Dans l’ensemble, les gens ont travaillé pour suivre, quantifier et minimiser chaque aspect de l’incertitude qui entre en jeu dans les mesures que nous effectuons. Et c’est ce qui me permet de rapporter ces âges avec une telle précision », a déclaré Kasbohm.