Le dioxyde de carbone ne suffirait pas à expliquer la déglaciation de la Terre il y a 635 millions d’années.

Cécile Fourrage

IPGP

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L’englacement progressif de la Terre, lors de la glaciation du Marinoen, il y a entre 660 et 635 millions d’années (vue d’artiste). La Terre « boule de neige » était-elle totalement recouverte de glace ? Les estimations récentes de la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone de l’époque suggèrent que non.

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Pierre Sans-Jofre

Pierre Sans-Jofre
Un affleurement de carbonates dans la carrière de Terconi, au Brésil. Ces carbonates, qui se trouvent directement au-dessus des sédiments glaciaires marinoens, ont été utilisés pour analyser la concentration en dioxyde de carbone de l’atmosphère lors de la déglaciation.

Pour en savoir plus

P. Sans-Jofre et al., A carbon isotope challenge to the snowball Earth, Nature, vol. 478, pp. 93-96, 2011.

L’auteur

Cécile Fourrage est journaliste à Pour La Science.

Au Marinoen, il y a entre 660 et 635 millions d’années, les températures avoisinaient –50°C et une couche de glace de plus de 100 mètres d’épaisseur recouvrait toute la surface de la Terre. Comment la planète est-elle sortie de cet épisode d’intense glaciation ? Selon l’hypothèse privilégiée jusque récemment, la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone (libéré par les volcans) aurait entraîné un effet de serre suffisant pour faire fondre la glace. Pierre Sans-Jofre, de l’Institut de physique du Globe à Paris, et ses collègues ont néanmoins montré que cette concentration était bien inférieure aux précédentes estimations.

La glace et la neige réfléchissant la majeure partie de la lumière solaire incidente (fort albédo), seul un puissant effet de serre peut expliquer comment la Terre a pu se réchauffer et perdre sa gangue de glace. Pour contrer l’albédo élevé, la concentration atmosphérique théorique en dioxyde de carbone aurait dû atteindre 120 000 parties par million en volume (ppmv), soit 300 fois les valeurs actuelles.

En 2005 et 2008, des géochimistes avaient évalué la concentration en dioxyde de carbone pendant la déglaciation en étudiant la composition isotopique en bore et oxygène dans des carbonates (des roches sédimentaires) datées de 635 millions d’années. Cette concentration aurait été comprise entre 20 000 et 90 000 ppmv.

Pierre Sans-Jofre et ses collègues ont réestimé cette valeur à partir d’un indicateur du dioxyde de carbone atmosphérique : la différence de composition isotopique en carbone 12 et en carbone 13 des carbonates formés au cours de la déglaciation et de la matière organique associée. On peut relier cette différence à la concentration en dioxyde de carbone dissous dans les océans, dont on déduit celle de l’atmosphère. Cette mesure indique qu’il y a 635 millions d’années, la concentration en dioxyde de carbone n’a pas dépassé 3 200 ppmv, ce qui est très insuffisant pour permettre à la Terre de sortir de l’état « boule de neige ».

Ces géochimistes ont également réévalué à la baisse les estimations fondées sur le bore et l’oxygène. Ils concluent que le mécanisme de déglaciation s’appuyant sur une accumulation de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est à revoir. D’autres gaz à effet de serre, tel le méthane, pourraient avoir joué un rôle. À moins que la Terre n’ait jamais été totalement recouverte de glace : l’effet d’albédo étant alors moins important, un effet de serre moins puissant aurait dans ce cas suffi à amorcer la déglaciation.

Source pourlascience.fr