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La glaciation de l'Antarctique : une leçon pour le futur

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La Terre est un système dynamique complexe avec de multiples boucles de rétroactions. Une équipe de géochimistes anglais et allemands vient de proposer un nouveau modèle décrivant les liens entre la glaciation de l'Antarctique et le cycle du carbone des océans.

Début de débacle en Antarctique. Crédit : IPEV

L'Antarctique n'a pas toujours été le paradis blanc de Michel Berger, il y a plus de 60 millions d'années, le continent abritait même des marsupiaux. On pense qu'une glaciation rapide s'est produite il y a environ 34 millions d'années, comme l'attestent les archives géochimiques et sédimentologiques. On constate en effet à ce moment une brusque variation des rapports des isotopes de l'oxygène utilisés comme traceurs de la formation d'inlandsis, ainsi que la présence dans les couches marines de cette époque de rochers déposés par la fonte progressive d'icebergs.

La glaciation complète du continent antarctique, sa véritable transformation en inlandsis donc, ne s'est pourtant produite que bien plus tard, il y a 14 millions d'années, et il existe toujours un débat pour comprendre les raisons exactes de cette glaciation. On est certain, bien sûr, de la cause primaire : la dérive des continents ayant conduit à la fragmentation du Gondwana. C'est en effet la tectonique des plaques qui est responsable de la migration de l'Antarctique vers le pôle sud.

Le modèle biogéochimique de Tyrrell et ses collègues. Crédit : Nature

Toby Tyrrell du National Oceanography Centre (Southampton) et ses collègues publient aujourd'hui dans Nature un modèle géochimique intéressant qui relie la baisse du niveau des océans accompagnant cette glaciation à un changement de leur acidité. Ils pensent savoir pourquoi les océans sont devenus moins acides à cette époque.

Ces chercheurs ont commencé par introduire des modèles biogéochimiques globaux de la planète. On parle souvent de modèles avec réservoirs, ou encore avec boîtes. Comme en cybernétique, on utilise des sortes de boîtes noires dans lesquelles seuls comptent des flux entrants et sortants de matière, ces différents flux entre réservoirs étant décrits par un système d'équations différentielles couplées. On peut alors tester ces modèles sur un ordinateur et observer leurs prévisions d'évolution au cours du temps des variables physiques déterminantes comme la quantité de CO2 présente dans l'atmosphère ou dissoute dans les océans.

Parmi les différents modèles possibles de la transition Eocène/Oligocène, un seul retrouve les éléments conservés de cette époque dans les archives géologiques.  Lors de la baisse du niveau des océans causée par le début de la glaciation antarctique, de nombreux récifs coralliens se seraient retrouvés à l'air libre. L'érosion aurait alors rapidement injecté de grandes quantités de calcaire dans les océans et ce dernier, en réagissant avec le dioxyde de carbone en solution, aurait conduit à une baisse de l'acidité des océans.

Pour les chercheurs, ce modèle pourrait nous aider à comprendre les conséquences du réchauffement climatique actuel sur les océans et à déterminer quel sera l'impact du CO2 que l'homme continue à rejeter massivement.