Les premiers écosystèmes marins apparaissent pendant le Cambrien inférieur ainsi qu'une énorme diversité d'être vivants (ici, Anomalocaris canadensis). © Matteo De Stefano, MUSE, CC by-sa 3.0
Planète

Comment l’explosion du Cambrien a grandement perturbé le cycle du carbone

ActualitéClassé sous :Terre , Géologie , Environnement

Une nouvelle étude montre que le carbone a subi une grande variation il y a environ 250 millions d'années. L'explosion cambrienne en serait responsable.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Un milliard d'années résumé en 40 secondes : la tectonique des plaques  Des chercheurs ont modélisé les mouvements des plaques tectoniques lors du dernier milliard d'années. 

Le cycle du carbone correspond aux échanges et à l'interaction entre les différents réservoirs qui stockent du carbone : la biosphère (la faune et la flore), l'hydrosphère (océans, mers, lacs et cours d'eau), la lithosphère (le sol) et l'atmosphère. L'étude de ce cycle fournit des informations importantes comme les variations de la concentration en oxygène et en CO2 dans l'atmosphère et les océans pendant l'histoire de la Terre.

Une fois que le carbone est prisonnier dans le sol, les sédiments vont entrer en profondeur jusqu'au manteau grâce au processus de subduction, emportant le carbone avec eux. Mais le flux de sédiments subductés a beaucoup varié dans le temps et son impact sur le cycle du carbone dans le manteau lithosphérique n'est pas encore clair. 

Les différents réservoirs qui stockent du carbone sont continuellement en interaction et permettent le cycle du carbone. © Berner et Berner 1996 et Kump Kasting et Crane 1999, Prentice Hall

Analyse du carbone dans de vieilles roches

Des chercheurs provenant de Suisse, d'Australie, des États-Unis et des Pays-Bas se sont réunis pour étudier le cycle du carbone dans le manteau et ont publié leurs résultats dans la revue Science Advances. Pour ce faire, ils ont analysé le rapport entre l'isotope 13 et 12 du carbone (13C/12C) dans de la kimberlite sur plus de 2 milliards d'années. Cette roche enregistre les compositions du manteau - comme le 13C/12C - et permet donc de quantifier la composition en carbone dans le temps. Au total, 161 échantillons ont été examinés, provenant de 69 localités différentes de partout dans le monde. 

Le rapport 13C/12C évolue dans le temps, principalement en fonction de la productivité primaire et de l'enfouissement du carbone. Dans la nature, les processus biologiques font que l'isotope le plus léger (le carbone 12) est celui qui est préférentiellement absorbé, donc l'augmentation de la productivité primaire entraîne une diminution du rapport 13C/12C.

L'équipe de chercheurs a observé que le 13C/12C des kimberlites avant 250 millions d'années montre des valeurs typiques du manteau, alors que les kimberlites plus jeunes (après 250 millions d'années) montrent des rapports plus faibles et plus variables. Cette variation des valeurs du carbone profondément enfoui peut être attribuée à l'explosion cambrienne d'il y a environ 550 millions d'années, période pendant laquelle il y a eu une apparition soudaine et grande diversification des espèces animales, végétales et bactériennes. 

L'explosion cambrienne est une période pendant laquelle de nombreuses espèces vivantes sont apparues très rapidement. © Rice University

La responsabilité de l’explosion cambrienne

L'hypothèse est que cette augmentation des êtres vivants a entraîné une augmentation du dépôt - et donc la subduction - de matière organique introduisant alors du carbone isotopiquement léger dans le manteau. Le décalage d'environ 300 millions d'années entre l'explosion cambrienne et les changements dans la géochimie isotopique du carbone des kimberlites serait le temps nécessaire, d'après une modélisation géodynamique, pour que les plaques subductées atteignent la limite noyau-manteau et reviennent à la surface de la Terre via le magmatisme lié au panache. 

Cela démontre que les processus biogéochimiques se passant à la surface de la Terre ont une influence significative sur le manteau et cette étude soutient que la productivité primaire marine a grandement changé pendant l'histoire de la Terre.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !