L'histoire du climat depuis les oriqines de la terre

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Les glaciations: un phénomène exceptionnel

Les cycles glaciaire-interglaciaires que nous venons de décrire ont essentiellement eu lieu au Quaternaire et ne remontent guère au-delà de 3 millions d’années. Le déclenchement même de ces cycles reste un mystère auquel la théorie astronomique n’apporte pas de réponse, aucun phénomène particulier n’intervenant à notre connaissance à ce moment précis dans le mouvement de la Terre. Pour reconstituer l’histoire climatique de la Terre au delà des derniers millions d’années, la géologie est le principal outil d’investigation. La nature des roches, les traces mécaniques de glaciations, les faunes ou flores fossilisées sont autant de précieux indicateurs climatiques.

Depuis les origines de la formation de la planète, les époques pour lesquelles on a pu mettre en évidence des marques de glaciation sont peu nombreuses. Les calottes du Groenland et de PAntarctique sont elles-mêmes très récentes à l’échelle des temps géologiques. Elles se sont formées au cours des 10 à 20 derniers millions d’années. Au cours des 600 derniers millions d’années, à l’exception de deux glaciations majeures à la fin de l’Ordovicien (il y a environ 450 millions d’années) et au Permo-Carbo- nifère (il y a environ 300 millions d’années), les continents n’auraient pas connu des températures suffisamment basses pour permettre l’accumulation de calottes glaciaires. Cette tendance semble être la règle pour les quatre premiers milliards d’années de extinction massive. Si ce phénomène catastrophique est bien connu à propos des grands reptiles, on oublie généralement de mentionner que plus de la moitié des espèces vivant à l’époque disparaissent au même moment, depuis les micro-organismes planctoniques de la surface des océans jusqu’aux dinosaures. De nombreuses hypothèses ont été avancées pour expliquer cette catastrophe écologique à l’échelle planétaire. La mise en évidence de teneurs importantes en iridium dans les sédiments argileux déposés à cette époque est à l’origine de ces hypothèses. En effet, une telle concentration d’iridium n’est pas caractéristique de la composition de la croûte terrestre. Une collision de la Terre avec une météorite dont les dimensions ont été évaluées à une dizaine de kilomètres de diamètre pourrait en avoir été la source.

Des climats plus chauds dans le passé

Le Crétacé, il y a environ 100 millions d’années, représente l’exemple le plus frappant et le mieux documenté d’une période climatique chaude, sans indices de glaciation. Les récifs coralliens qui s’étendaient davantage vers les hautes latitudes, les plantes tropicales et les crocodiles fossiles retrouvés au cœur de la Mongolie, largement au nord de leur habitat actuel même en tenant compte du déplacement des continents, ainsi que de nombreux vestiges de faunes et flores témoignent d’un climat plus chaud. La température moyenne sur le globe devait être supérieure d’au moins 6°C par rapport à l’actuelle.

Le niveau des mers crétacées est 300 à 400 m plus élevé que celui de l’océan actuel, inondant 20% des terres qui sont aujourd’hui émergées. En France, par exemple, les bassins parisiens et aquitains sont en cours de formation, sous une tranche d’eau de quelques centaines de mètres d’épaisseur. Des sédiments s’accumulent au fond de l’eau et forment les roches calcaires fossilifères que l’on trouve actuellement dans ces régions.

Ce niveau des mers élevé n’est pas exclusivement lié à l’absence des glaces continentales. En effet, si de nos jours les calottes de glace du Groenland et de l’Antarctique fondaient, le niveau des mers ne s’élèverait pas de plus de 80 m. Une transgression de plusieurs centaines de mètres résulte nécessairement d’une modification importante de la forme des bassins océaniques, conséquence de l’activité tectonique qui opère à l’échelle du globe.

Les continents sont alors peuplés de grands reptiles, tels que les dinosaures. Mais brusquement, à la fin du Crétacé, il y a 65 millions d’années environ, de nombreuses espèces animales subissent une extinction massive. Si ce phénomène catastrophique est bien connu à propos des grands reptiles, on oublie généralement de mentionner que plus de la moitié des espèces vivant à l’époque disparaissent au même moment, depuis les micro-organismes planctoniques de la surface des océans jusqu’aux dinosaures. De nombreuses hypothèses ont été avancées pour expliquer cette catastrophe écologique à l’échelle planétaire. La mise en évidence de teneurs importantes en iridium dans les sédiments argileux déposés à cette époque est à l’origine de ces hypothèses. En effet, une telle concentration d’iridium n’est pas caractéristique de la composition de la croûte terrestre. Une collision de la Terre avec une météorite dont les dimensions ont été évaluées à une dizaine de kilomètres de diamètre pourrait en avoir été la source. Plus récemment- l’hypothèse d’une activité volcanique intense a également été proposé.

Climat et dérive des continents

A l’échelle de dizaines de millions d’années, la position des continents a changé. Il y a environ 200 millions d’années, tous les continents étaient rassemblés en un supercontinent, la Pangée. Ils se sont séparés ensuite et ont dérivé vers leur position actuelle. De part et d’autre de PAtlantique, l’Europe s’éloigne progressivement de l’Amérique du Nord, et l’Afrique de l’Amérique du Sud. L’écartement augmente de plusieurs centimètres par an.

L’idée d’une dérive des continents avait été énoncée dès 1912 par le météorologue allemand Alfred Wegener. Le dessin complémentaire des côtes de l’Amérique du Sud et de celles de l’Afrique semblait en être une preuve tangible. La similitude des faunes et flores fossiles retrouvées de part et d’autre de PAtlantique et la continuité des structures géologiques d’un continent à l’autre, confirmaient l’hypothèse de Wegener. Néanmoins, cette théorie fut vite abandonnée faute de s’appuyer sur un mécanisme expliquant cette dérive des continents. Il faudra attendre la fin des années 1960 pour que les thèses de Wegener soient à nouveau examinées et confirmées par la théorie de la tectonique des plaques, aboutissement de nombreux travaux de recherche effectués par des laboratoires américains et anglais. La couche rigide d’une centaine de kilomètres d’épaisseur qui recouvre la surface de la Terre, définie comme la lithosphère, se divise en une dizaine de plaques mobiles les unes par rapport aux autres. Ces plaques reposent sur une couche plus chaude, l’asthénosphère, qui, bien que solide, peut se déformer sous l’effet de la chaleur provenant du noyau terrestre.

A quand la prochaine glaciation?

Même si la dernière glaciation semble avoir été favorable aux chasseurs de la Préhistoire, nous souhaiterions sans doute éviter de telles conditions climatiques dans l’avenir.

L’enseignement du passé nous montre cependant que nous allons inévitablement vers une nouvelle glaciation. Mais il reste à déterminer quand celle-ci aura lieu. D’après les données paléoclimatiques, nous devrions entrer prochainement dans une phase de refroidissement car, par le passé, les périodes interglaciaires n’ont duré que 10 000 ans environ, ce qui est pratiquement la durée qui nous sépare de la dernière fonte des glaces. Néanmoins, si le démarrage rapide d’une nouvelle glaciation est un excellent thème pour un roman de science-fiction, il ne semble pas que nous soyons à court terme menacés par cette éventualité. Il est certainement hasardeux de s’en remettre exclusivement aux données statistiques. En calculant l’évolution future des paramètres orbitaux à partir du mouvement des planètes, il apparaît que nous ne devrions pas subir un froid important avant au moins 20 000 ans, ni même une glaciation majeure avant 60 000 ans.

Dans les décennies ou les siècles à venir, nous pourrions par contre connaître un refroidissement similaire à celui du Petit Age Glaciaire (1450- 1880). On sait en effet que des avancées des glaciers se sont produites à plusieurs reprises pendant l’Holocène. A moins bien sûr que l’homme ne modifie complètement le cours naturel de l’évolution du climat.

Pour les cent dernières années, les observations indiquent un réchauffement de la température moyenne du globe d’un demi-degré Celsius . Mais celui-ci n’est probablement que le simple reflet de la fin du Petit Age Glaciaire. Y déceler l’influence de l’homme est encore douteux actuellement. Néanmoins, les glaces de PAntarctique ont apporté ces dernières années une preuve manifeste du lien étroit qui unit climat et teneur en gaz carbonique. Ce témoignage du passé tend à conforter l’idée que l’homme, en augmentant la quantité de gaz carbonique, pourrait fort bien altérer, d’une manière significative, révolution future du climat.