Un réchauffement climatique naturel qui a eu lieu il y a 56 millions d'années a été déclenché presque entièrement par des éruptions volcaniques qui se sont produites lorsque le Groenland s'est séparé de l'Europe lors de l'ouverture de l'océan Atlantique Nord, selon une équipe internationale de chercheurs qui comprend Andy Ridgwell, une université de Californie, Riverside professeur de sciences de la terre.

Les résultats, publié aujourd'hui dans La nature , réfuter l'explication la plus communément privilégiée selon laquelle l'événement, appelé maximum thermique paléocène-éocène (PETM), a été causée par la libération de carbone des réservoirs sédimentaires tels que le méthane gelé.

"Bien qu'il ait longtemps été suggéré que le PETM était causé par l'injection de carbone dans l'atmosphère et l'océan, le mécanisme est resté insaisissable jusqu'à présent, " a déclaré Ridgwell. " En combinant des mesures géochimiques et un modèle climatique global que mon groupe développe depuis plus d'une décennie, nous avons montré que cet événement a été causé presque entièrement par les émissions de carbone de l'intérieur de la Terre."

Les scientifiques s'intéressent à l'étude d'anciens événements de réchauffement pour comprendre comment la Terre se comporte lorsque le système climatique est considérablement perturbé. Pendant le PETM, le dioxyde de carbone atmosphérique a plus que doublé et les températures mondiales ont augmenté de 5 degrés Celsius, une augmentation comparable au changement qui pourrait se produire d'ici la fin du siècle prochain sur la Terre moderne. Bien qu'il y ait eu d'importantes perturbations écologiques pendant le PETM, la plupart des espèces ont pu éviter l'extinction via l'adaptation ou la migration. Cependant, le taux d'ajout de carbone lors de l'apparition du PETM a duré plusieurs milliers d'années, comme décrit dans un rapport Communication Nature article de Sandra Kirtland Turner, professeur assistant en sciences de la terre à l'UCR, alors que le changement climatique actuel se produit sur une échelle de temps d'un siècle.

Pour identifier la source de carbone lors du PETM, les chercheurs ont étudié les restes de minuscules créatures marines appelées foraminifères, dont les coquilles éclairent les conditions environnementales lorsqu'elles vivaient il y a des millions d'années. En séparant les différentes masses atomiques ('isotopes') de l'élément bore dans les coquilles des foraminifères, ils ont suivi l'évolution du pH de l'eau de mer au cours du PETM. En combinant ces données avec le modèle climatique mondial de Ridgwell, l'équipe a déduit la quantité de carbone ajoutée à l'océan et à l'atmosphère et a conclu que l'activité volcanique lors de l'ouverture de l'Atlantique Nord était la force dominante derrière le PETM.

"La quantité de carbone libérée pendant cette période était énorme, plus de 30 fois supérieure à tous les combustibles fossiles brûlés à ce jour et équivalente à toutes les réserves actuelles de combustibles fossiles conventionnels et non conventionnels que nous pourrions vraisemblablement extraire." dit Ridgwell.

Une découverte inattendue était que l'enfouissement amélioré de la matière organique était important pour finalement séquestrer le carbone libéré et accélérer la récupération de l'écosystème de la Terre sans extinctions massives.

"L'étude du PETM nous aide à comprendre les mécanismes qui aident à la récupération du réchauffement climatique, aidant ainsi les chercheurs à réduire les incertitudes entourant la réponse de la Terre au changement climatique mondial, " a déclaré Ridgwell. " Bien qu'il soit encourageant que la plupart des écosystèmes aient pu s'adapter au cours du PETM, la température mondiale d'aujourd'hui pourrait augmenter à un rythme trop rapide pour que les plantes et les animaux s'y adaptent."