Phillip Hopkins
0 
1872
207
Des collisions tectoniques massives dans les tropiques pourraient avoir causé les trois dernières grandes périodes glaciaires de la Terre.
Avant chacune de ces périodes glaciaires, de nouvelles découvertes de recherche, des collisions entre les continents et les arcs insulaires ont construit de longues chaînes de montagnes sous les latitudes tropicales. Ces montagnes ont peut-être préparé le terrain pour un climat de refroidissement: en s'érodant dans les mers, elles auraient modifié la chimie de l'océan afin qu'il ait pu absorber plus de carbone de l'atmosphère. Parce que le carbone atmosphérique emprisonne la chaleur, moins de carbone dans le ciel se traduit par des températures plus froides, permettant la formation de calottes glaciaires et de glaciers.
"Cela pourrait fournir un processus tectonique simple qui explique comment la Terre entre et sort des périodes glaciaires", a déclaré le co-auteur de l'étude, Oliver Jagoutz, professeur de géologie au Massachusetts Institute of Technology. [Les 8 plus grands mystères de la Terre]
Une brève histoire de la glace
Au cours de l'ère phanérozoïque, qui s'étend sur les 540 derniers millions d'années, la Terre a été libre de glace 75 pour cent du temps, même aux pôles Nord et Sud. Mais la planète a également connu trois périodes glaciaires, ou périodes glaciaires, lorsqu'au moins quelques calottes glaciaires permanentes existaient. Le premier était à la fin de la période de l'Ordovicien, il y a 455 millions à 440 millions d'années, lorsque les premiers poissons à mâchoires étaient occupés à évoluer. Le second était dans le Permo-carbonifère, il y a 335 millions à 280 millions d'années, l'âge des amphibiens et des reptiles étranges ressemblant à des mammifères tels que le dimétrodon. La dernière période glaciaire est en cours. Cela a commencé il y a environ 35 millions d'années, lorsque les calottes glaciaires antarctiques modernes se sont formées pour la première fois.
De plus petites avancées glaciaires, comme l'ère glaciaire qui s'est terminée il y a environ 11700 ans, ne font pas l'objet de cette étude. De courtes avancées et des retraits des glaciers ont eu lieu en raison des variations de l'orbite terrestre qui redistribuent la chaleur du soleil, a déclaré Jagoutz. La question perplexe est de savoir pourquoi la Terre a des périodes glaciales, point final.
"Il semble que l'état du climat dans lequel la Terre aime se trouver est plus chaud qu'aujourd'hui, et ces périodes de glaciation sont inhabituelles", a déclaré Jagoutz. "Et s'ils sont inhabituels, il doit se produire quelque chose de spécifique."
Collision et érosion
Jagoutz et ses collègues pensent que "quelque chose de spécifique" est la formation de chaînes de montagnes sous les tropiques.
À première vue, il peut sembler étrange que les montagnes tropicales puissent créer une ère glaciaire. Mais l'atmosphère, les océans et la terre sont tous liés. La croûte continentale est riche en minéraux silicatés. Lorsque ces roches lourdes en silicates s'érodent et se dissolvent dans les océans, elles rendent l'eau de mer plus alcaline ou basique. Le dioxyde de carbone de l'atmosphère se dissout facilement dans cette eau de mer alcaline. Plus il est alcalin, plus l'océan peut contenir de carbone.
Actuellement, l'utilisation humaine des combustibles fossiles dépasse la capacité de l'océan à conserver le carbone. Au cours des 200 dernières années, l'eau de mer est devenue 30% plus acide. Il y a des millions d'années, d'énormes événements de construction de montagnes ont peut-être fait exactement le contraire, rendant l'océan plus alcalin. Les montagnes tropicales, en particulier, auraient fait le travail efficacement. Les tropiques sont humides, donc l'érosion se produit rapidement, et les roches poussées par la tectonique tropicale sont riches en magnésium et calcium facilement solubles.
L'idée que l'érosion tropicale aurait pu influencer le climat n'était pas nouvelle, mais Jagoutz et son équipe ont été les premiers à rassembler une base de données de tous les enregistrements géologiques de ces collisions tectoniques majeures et à les comparer au début des périodes glaciaires. Ils ont constaté que sur le Phanérozoïque, la longueur des zones de collision actives entre les plaques océaniques et continentales - appelées «sutures» - variait de zéro à 30 000 kilomètres (18 640 miles). Chacune des principales périodes glaciaires a été précédée par un pic de la longueur de ces collisions actives dans les tropiques, lorsque les sutures mesuraient entre 6214 miles et 18640 miles (10000 et 30000 km) de long.
"Chaque fois que vous aviez une période glaciaire, vous aviez une longueur de zone de suture augmentée sous les tropiques", a déclaré Jagoutz.
Temps géologique
Les traces géologiques que ces anciennes collisions laissent derrière elles sont appelées ophiolites, qui sont des roches volcaniques océaniques poussées au sommet de la croûte continentale. Les chercheurs n'ont vu aucun de ces extrêmes ophiolites à une époque où la Terre n'était pas glacée. Et c'était les ophiolites des tropiques, ou des régions à moins de 20 degrés de latitude, qui semblaient avoir de l'importance pour le refroidissement de la planète.
Il existe d'autres théories expliquant pourquoi la Terre a des périodes glaciales, a déclaré Jagoutz, à savoir que l'activité volcanique varie, pompant plus ou moins de carbone dans l'atmosphère. Mais les données sur l'histoire du volcanisme ne correspondent pas toujours aux périodes glaciaires, a-t-il dit, et la théorie du volcan n'offre aucune bonne explication pour expliquer pourquoi les périodes glaciaires devraient s'arrêter aussi bien que commencer. L'explication tectonique fait un bon travail à cet égard: une fois que les chaînes de montagnes riches en calcium et en magnésium s'érodent complètement ou quittent les tropiques via la dérive des continents, leur effet sur le climat s'estompe et la Terre retrouve son état typique et doux..
Jagoutz et ses collègues ont demandé une subvention de la National Science Foundation pour approfondir leur théorie. Qu'elles soient bonnes ou mauvaises, les montagnes tropicales ne sauveront pas l'humanité du changement climatique d'origine humaine de si tôt. Ce processus de construction de montagnes se déroule sur des millions d'années, a déclaré Jagoutz, et n'a pas grand-chose à voir avec le type de variations qui déterminent si, par exemple, Miami est habitable ou inondée par la montée des mers. Certains chercheurs, cependant, ont réfléchi à des schémas de géo-ingénierie qui broyeraient des roches riches en calcium ou en magnésium et les répandraient dans les océans tropicaux, a-t-il déclaré, ou injecteraient du dioxyde de carbone dans des roches similaires..
«Les gens veulent utiliser ce processus naturel pour contribuer au changement climatique causé par l'homme, [mais [il y a beaucoup de problèmes avec le sien, comme comment faire pour que ce processus se déroule à une échelle de temps pertinente pour les humains? Dit Jagoutz. "C'est très difficile."
La recherche paraît aujourd'hui (14 mars) dans la revue Science.
- 7 façons dont la Terre change en un clin d'œil
- Earth Quiz: Mystères du marbre bleu
- Infographie: de la plus haute montagne à la plus profonde tranchée océanique
Publié à l'origine le .