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La théorie de la Terre « boule de neige » confirmée par l'oxygène 17 ?

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En s'intéressant aux utilisations possibles d'un traceur géochimique peu employé, l'oxygène 17, des chercheurs viennent d'apporter un argument supplémentaire à la théorie dite de la Terre boule de neige. Comme celle-ci le prévoit, une brusque augmentation de la teneur atmosphérique en gaz carbonique aurait bien eu lieu à la fin de la période de glaciation du Cryogénien.

Un paysage du Cryogénien ? Crédit : University of washington

Géochimiste de l'Université de Louisiane, Huiming Bao s'intéresse depuis plusieurs années tout à la fois à la géochimie des oxyanions (ions négatifs contenant de l'oxygène) et à l'histoire de la Terre primitive. En particulier, lui et son groupe se sont spécialisés dans l'étude des anomalies des abondances isotopiques dans les sulfates comportant un isotope de l'oxygène : 17O.

Cette spécialité vient de les mener à une découverte remarquable concernant l'atmosphère de la Terre à une période fort ancienne de son histoire, s'étendant de -790 à -630 millions d'années environ, le Cryogénien.

Selon une théorie controversée mais toutefois examinée avec sérieux par l'ensemble de la communauté scientifique, pendant cette période, la Terre aurait subi une péri glaciation particulièrement importante qui aurait recouvert toute sa surface ou presque d'une couche de glace. Les débats portent en fait sur l'étendue de cette dernière, s'agissait-il d'une couverture uniforme et complète de la planète, en particulier de ses océans, ou bien la Terre ressemblait-elle plus à une boule de neige fondue qu'à une boule de neige ?

Cliquez pour agrandir. La glaciation globale de la Terre s'installe au Cryogénien mais des millions d'années plus tard, une brusque injection de gaz carbonique, par exemple par des volcans, entraîne son dégel complet puis la réinstallation de calotte polaires limitées. C'est un scénario plausible.

Effet de serre géant

Dans tous les cas de figure, l'importance de l'albédo produit par la couche de glace aurait dû maintenir la Terre au congélateur définitivement, à moins qu'une injection massive de gaz à effet de serre, comme le CO2 ou le méthane, ne se soit produite, amorçant irrémédiablement un dégel de la planète.

Dans un article publié dans Nature, Bao et ses collègues montrent justement que l'analyse des sulfates présents dans des évaporites, ainsi que des barites, montre un brusque baisse de la présence de l'isotope de 17O à la fin du Cryogénien, il y a 635 millions d'années environ.

Or, d'après les chercheurs, cet appauvrissement peut s'interpréter naturellement comme une brusque augmentation du taux de méthane ou de CO2 dans l'atmosphère de la Terre. Les valeurs observées pourraient même indiquer un taux près de 40 fois supérieur au taux de gaz carbonique actuel, ce qui suffirait effectivement à mettre fin à la période glaciaire globale de l'époque.

Les chercheurs restent tout de même prudents. Il leur faut encore éliminer d'autres hypothèses concurrentes pour expliquer ce manque en isotopes de l'oxygène et acquérir la certitude qu'il est bien relié à une augmentation de gaz à effet de serre. Dans tous les cas, ces chercheurs ont ouvert une nouvelle fenêtre sur l'évolution de l'atmosphère et du climat de la Terre au cours de son histoire.