Pourquoi les 485 derniers millions d’années de la planète constituent une alerte climatique
Une nouvelle étude révèle l’histoire des températures profondes de la Terre et montre à quel point le dioxyde de carbone a toujours contrôlé le climat.
Silvia Pineda-Munoz (*)
Traduction DeeplJosette – Article original paru sur Medium
Lorsque j’ai rejoint la Smithsonian Institution en tant que post-doctorante, l’exposition Deep Time commençait tout juste à prendre forme. On pouvait en sentir le poids : cet effort massif pour donner vie à l’histoire profonde de la Terre. Les modèles d’écosystèmes anciens arrivaient dans des caisses, les montages de fossiles grandissaient lentement dans le hall et les conservateurs se demandaient où placer les dinosaures.
Aujourd’hui, à chaque visite, j’aime toujours autant regarder les visiteurs arriver, les yeux écarquillés et pleins de questions. Mais ce qui me surprend le plus, ce n’est pas la fascination pour les dinosaures. C’est la curiosité sincère que suscite l’évolution du climat de la Terre.
Et c’est précisément cette curiosité que cette étude met en évidence.
Publiée dans Science en septembre 2024, l’étude propose une reconstruction globale de la température à la surface de la Terre au cours des 485 millions d’années écoulées, soit l’ensemble de l’histoire de la vie complexe. Pour la première fois, nous disposons d’une courbe de température statistiquement robuste pour l’ensemble de l’éon.Cela signifie que nous pouvons retracer la température moyenne à la surface du globe (TMSG) depuis l’apparition des premières forêts jusqu’à l’apparition des mammifères. Et, ce qui est peut-être plus important encore, nous pouvons voir à quel point le climat de la Terre a changé et quels ont été les moteurs de ces changements.
Température de surface moyenne mondiale de PhanDA au cours des 485 derniers millions d’années. Les nuances de gris correspondent à différents niveaux de confiance, et la ligne noire représente la solution moyenne. Les bandes colorées le long du sommet reflètent l’état du climat. Les couleurs les plus froides correspondent à des climats de glacière (coolhouse et coldhouse), les couleurs les plus chaudes à des climats de serre (warmhouse et hothouse), et le gris représente un état transitoire – Judd et al. 2024.
L’équipe à l’origine de l’étude, composée de collègues de la Smithsonian Institution, de l’université de l’Arizona, de l’université de Davis et de l’université de Bristol, a utilisé une technique appelée « assimilation de données ». C’est comme mélanger des milliers de pièces de puzzle provenant de deux boîtes très différentes : les modèles climatiques et les données de température basées sur les fossiles.
Alors que les modèles nous donnent des projections théoriques, les archives fossiles nous donnent les empreintes chimiques des océans anciens. En intégrant plus de 150 000 points de données à 850 simulations climatiques, les chercheurs ont produit ce qu’ils appellent la courbe PhanDA (voir ci-dessus), une reconstruction de la température moyenne de la Terre sur près d’un demi-milliard d’années.
Qu’ont-ils constaté ?
Tout d’abord, la température de la Terre a fluctué de manière beaucoup plus importante qu’on ne le pensait auparavant. Au cours de l’ère phanérozoïque, la température moyenne de la Terre a varié entre 11 °C et 36 °C. C’est comme si l’on passait plusieurs fois d’une ère glaciaire à un sauna. Le plus frappant, c’est que la planète a passé plus de temps dans des états de serre (chauds et sans glace) que dans notre état actuel de serre froide. La moyenne actuelle d’environ 15°C est relativement froide dans un contexte de temps profond.
Données de proxy et de modèle utilisées pour la reconstruction PhanDA. Distribution temporelle (A) et spatiale (B) des données proxy moyennées par étape utilisées dans l’assimilation. © Plage (bande grise) et médiane (ligne noire) des TMSG dans l’ensemble de modèles antérieurs pour chaque étape assimilée – Judd et al.
Deuxièmement, le CO₂ est la vedette du spectacle. La nouvelle courbe montre une forte corrélation entre les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique et la TMSG. Comme le dit la paléoclimatologue Jessica Tierney, l’un des auteurs : Cela peut sembler évident, mais le confirmer sur 485 millions d’années n’est pas une mince affaire.
Troisièmement, l’étude révèle quelque chose d’encore plus inattendu : la relation entre le CO₂ et la température semble remarquablement stable. Les chercheurs estiment qu’un doublement des niveaux de CO₂ a entraîné une augmentation historique de la TMSG d’environ 8 °C. Ce chiffre est supérieur à de nombreuses estimations modernes de la sensibilité du climat et suggère que le système climatique de la Terre a toujours réagi au dioxyde de carbone de manière puissante, que le monde soit couvert de glaciers ou de forêts tropicales.
Les chercheurs ont également découvert quelque chose de curieux à propos des tropiques. La question de savoir si les températures tropicales ont un plafond naturel, une sorte de thermostat planétaire, a longtemps été débattue. Or, pendant les périodes de serre, les océans tropicaux atteignaient jusqu’à 42 °C. C’est plus chaud que ce que la plupart des espèces vivantes peuvent tolérer aujourd’hui.
La conséquence ? La vie n’a pas évité ces régions ; elle s’y est probablement adaptée. Les archives fossiles en témoignent, mais nous ne comprenons pas encore parfaitement comment les écosystèmes ont supporté une telle chaleur. Plus important encore, nous ne savons pas quelles espèces ont été touchées et se sont éteintes.
Historique des températures au Phanérozoïque. Reconstruction par PhanDA de la TMSG pour les 485 millions d’années écoulées. La ligne noire indique la médiane, l’ombrage correspond au percentile de l’ensemble. Les rectangles bleus indiquent l’étendue latitudinale maximale des glaces, et les lignes pointillées orange indiquent la chronologie des cinq principales extinctions massives du Phanérozoïque – Judd et al. 2024.
Du point de vue de la conservation, l’aspect le plus frappant est la rapidité avec laquelle nous changeons les choses aujourd’hui. La Terre a déjà été plus chaude, c’est vrai. Mais ces changements se sont produits sur des centaines de milliers, voire des millions d’années.
Nous comprimons en quelques siècles des changements qui ont pris des éons (*) .
Le communiqué de presse accompagnant l’étude présente bien la situation : « L’homme et les espèces avec lesquelles il partage la planète sont adaptés à un climat froid. Il est dangereux de nous placer rapidement dans un climat plus chaud ».
Il y a quelques années, alors que je me trouvais dans l’exposition « Deep Time », entouré de l’histoire de notre planète gravée dans les fossiles et les dioramas, j’ai ressenti un étrange mélange d’émerveillement et d’urgence. Cette étude fait ressortir ces deux aspects avec plus d’acuité.
Elle ne se contente pas de nous donner une image plus claire du passé ; elle affine notre vision de ce qui nous attend et nous rappelle que le climat, comme l’évolution, n’attend pas que nous le rattrapions.
