À l’image de la crise climatique actuelle, la Terre a connu dans son histoire de nombreuses variations de température, parfois extrêmes et ayant entraîné des extinctions de masse. Pourtant, le climat a toujours réussi à se réguler à la suite de ces événements dramatiques, suggérant l’existence d’un puissant mécanisme de résilience. D’après cette nouvelle étude, ce mécanisme, lié à l’altération des silicates, serait de l’ordre de 100 000 ans.

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[EN VIDÉO] Réchauffement climatique : notre planète en territoire inconnu Dans la version préliminaire — qui ne couvre que les neuf premiers mois de l’année 2021 — de son rapport annuel State of the Global Climate, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) confirme la tendance au réchauffement climatique. Pour la première fois, la barre d’une hausse de 1 °C par rapport aux moyennes préindustrielles a été franchie sur la période des vingt dernières années. Mais le rapport met surtout en avant les nombreux phénomènes météo extrêmes survenus en 2021 et leurs conséquences pour la planète et pour l’humanité. © Organisation météorologique mondiale

Si nous sommes actuellement à l’orée d’une catastrophe climatique, ce n’est cependant pas la première fois que la Terre connaît ce genre de crise. L’histoire de notre Planète est en effet jalonnée de nombreuses variations climatiques, parfois extrêmes, qu’il s’agisse de glaciations ou de périodes d’intenses réchauffements. Certains de ces épisodes sont d’ailleurs associés à des extinctions de masse. Ces événements ont joué un rôle majeur dans l’histoire de la vie sur Terre, car s’ils sont associés à un effondrement de la biodiversité, ils ont permis l’émergence de nouvelles espèces. Un processus, qui, de fil en aiguille, a mené à l’apparition d'Homo sapiens.

Des crises climatiques extrêmes au final toujours résorbées

Il apparaît donc clairement que malgré ces épisodes dramatiques qu’a subis l’environnement terrestre, la vie, au cours de ses 3,7 milliards d’années d’existence, a toujours réussi à reprendre son essor. Et cela grâce à un mécanisme de résilience climatique qui a, à chaque fois, permis au climat terrestre de retrouver des températures globales stables et favorables au développement des espèces. Même après les événements catastrophiques comme celui du maximum thermique du Paléocène-Éocène il y a environ 55 millions d’années, durant lequel la température a augmenté de +5 à +9 °C pour atteindre une valeur moyenne globale de 32 °C durant le pic, la Terre ne s’est pas transformée durablement en un enfer aride et invivable. Progressivement, des mécanismes physico-chimiques ont permis de faire baisser les températures et de retomber dans une moyenne plus acceptable pour les espèces vivantes. Pour les scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology), il est d’ailleurs nécessaire qu’un tel mécanisme de résilience existe, car sinon les températures globales n’auraient fait qu’augmenter progressivement. Or, ce n’est clairement pas ce qui est observé à l’échelle des temps géologiques.

Évolution des températures du Paléocène à nos jours. Le maximum thermique est visible comme un pic très abrupt à la limite paléocène-éocène. © Robert A. Rohde, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0
Évolution des températures du Paléocène à nos jours. Le maximum thermique est visible comme un pic très abrupt à la limite paléocène-éocène. © Robert A. Rohde, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Pour les chercheurs, cette résilience serait étroitement liée au mécanisme d’altération des silicates, un processus géologique qui se déroule à l’échelle microscopique et qui implique des réactions chimiques qui permettent de réguler le taux de CO2 dans l’atmosphère.

Un mécanisme de résilience qui se joue en continu sous nos pieds

Car le problème du CO2 n’est pas nouveau. Chaque épisode de réchauffement global extrême a été associé à de très forts taux de ce gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Or, il s’avère que le CO2 est l’une des molécules qui entre dans l’équation chimique de l’altération par l’eau de certains minéraux silicatés.

Pour rappel, la croûte continentale est majoritairement composée de minéraux silicatés, comme les feldspaths et le quartz, qui entrent dans la composition des roches magmatiques. La surface de la croûte terrestre est cependant soumise à l’action de l’eau (intempéries, rivières…), qui va progressivement, par réaction chimique, altérer ces minéraux pour en produire de nouveaux. Ainsi, en présence d’eau et de CO2, l’anorthite (feldspath plagioclase) se décompose pour former des ions calcium (Ca2+), des ions bicarbonates (HCO3-), est un nouveau minéral, la kaolinite, qui est une forme simple d’argile. Cette réaction consomme donc de l’eau et beaucoup de CO2. Les produits de cette réaction vont être transportés par les rivières jusque dans les océans. Là, les argiles vont sédimenter, alors que les ions calcium et bicarbonate vont être utilisés par les organismes marins pour produire leur coquille. Même si cette réaction de précipitation va alors produire du CO2, c’est en quantité moindre par rapport à la consommation engendrée lors de l’altération. Une fois les organismes morts, leurs coquilles, composées de CaCO3, vont venir se déposer sur le fond océanique pour y être stockés sur des millions d’années. Au final, il apparaît que le bilan CO2 de ce cycle est négatif, ce qui fait que l’altération des silicates et le cycle général des carbonates-silicates sont considérés comme des puits de carbone.

Cycle des carbonates-silicates : l'altération des silicates permet de capturer de grandes quantités de CO<sub>2</sub> et de réguler le climat terrestre sur des périodes de l'ordre de 100 000 ans. © Gretashum, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0
Cycle des carbonates-silicates : l'altération des silicates permet de capturer de grandes quantités de CO2 et de réguler le climat terrestre sur des périodes de l'ordre de 100 000 ans. © Gretashum, Wikimedia Commons, CC by-sa 4.0

Un retour à la normale au bout de quelques centaines de milliers d’années

De ce fait, le rôle de ce cycle dans la régulation du climat est depuis longtemps scruté par les scientifiques. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances, des chercheurs du MIT viennent de démontrer que ce mécanisme serait bien responsable de la rééquilibration du climat après les crises climatiques, du moins celles survenues sur les derniers 66 millions d’années. Leurs résultats, basés sur des simulations numériques, montrent que si ce mécanisme semble très efficace, il est également très long. La résilience climatique prendrait ainsi environ 100 000 ans, voire plus. Une durée courte à l’échelle des temps géologiques, mais plutôt longue à l’échelle humaine ! Si cette nouvelle est donc positive, dans un certain sens, puisqu’elle implique que le réchauffement climatique actuel sera un jour ralenti et que le climat retrouvera graduellement un équilibre, la durée du mécanisme de résilience fait que cela ne change rien à nos problèmes immédiats ni à ceux que connaîtront les futures générations.

La Terre s’en remettra, oui, la vie aussi, d’une façon ou d’une autre. Mais nos sociétés ? Voilà qui est bien moins sûr, sauf si nous décidons d’agir pour limiter le réchauffement avant que le processus ne s’emballe. Et il est plus que temps.