Le film Le surlendemain dépeint un changement climatique catastrophique vers un refroidissement global, que l'on appelle la nouvelle ère glaciaire. Dans le film, la fonte des glaces polaires provoquée par le réchauffement climatique perturbe le courant nord-atlantique, chute rapide de la température de l'océan, conduisant finalement au gel de l'océan à l'échelle mondiale. Bien que cet effet exagéré décrit par ce film de fiction contienne peu de vérité scientifique, de nombreux scientifiques étudient une ère glaciaire mondiale au cours du cryogénien, une période géologique qui a duré de 720 à 635 millions d'années.

Des recherches récentes sur les refuges glaciaires ont ravivé le débat sur cette période glaciaire, brassant une controverse sur la mesure dans laquelle la glaciation a couvert la Terre. Deux hypothèses principales sont sur la table :la théorie de la « Terre boule de neige », qui soutient que la glace recouvrait toute la Terre, et l'hypothèse "Slushball Earth", où la bande de la mer près de l'équateur est restée ouverte, permettant au cycle hydrologique - l'évaporation et la précipitation de l'eau - de persister.

Le terme Snowball Earth a été inventé pour la première fois par Joe Kirschvink, géobiologiste à CalTech à la fin des années 1980. La théorie était basée sur l'observation précoce que les dépôts glaciaires de cette époque étaient largement répartis sur presque tous les continents, avec des preuves géologiques suggérant même une glaciation aux latitudes tropicales. Le changement brusque du climat est enraciné dans la boucle de rétroaction positive, communément appelé effet albédo (« blancheur » en latin). Tout simplement, à mesure que la Terre se refroidit et que la glace se forme du pôle jusqu'aux latitudes inférieures, l'albédo, ou la blancheur de la Terre augmente, reflétant plus de rayonnement solaire, tout comme un t-shirt noir absorbe plus de chaleur, tandis qu'un t-shirt blanc reflète toutes les longueurs d'onde de la lumière.

Avec l'effet albédo, le cycle du carbone à long terme est passé à la vitesse supérieure, faire un double retour positif. Alors que l'ancien supercontinent Rodinia s'est effondré, le littoral nouvellement créé dans la basse latitude a intensifié l'altération de la roche. Roche silicatée, qui constitue la majorité de la croûte terrestre, subit une réaction chimique d'altération qui élimine le CO2 de l'atmosphère. Comme le CO2 atmosphérique a été réduit, La Terre est devenue plus froide, en CO2, avec d'autres gaz à effet de serre, empêche la chaleur de s'échapper de la Terre. De plus, parce que les continents brisés étaient dans les basses latitudes, ils n'auraient pas pu empêcher l'avancée de la glace qui s'est formée dans les pôles, la région la plus froide de la Terre, qui aurait créé une planète complètement gelée.

Les critiques de la théorie de la Snowball Earth, dont le professeur Richard Peltier et ses collègues de l'Université de Toronto et de Texas A&M, ont publié un article réfutant l'hypothèse, dans lequel ils exécutent une série de simulations qui ont abouti à une ceinture équatoriale d'eau libre qui peut expliquer la survie des organismes pendant la période glaciaire, ainsi que la renaissance subséquente de nombreuses espèces.

Leur argument vient du fait que le processus de glaciation n'a pas seulement entraîné une rétroaction positive, mais aussi un retour négatif important. Comme le climat s'est refroidi, l'oxygène atmosphérique se serait enfoncé plus profondément dans l'océan. Alors que l'oxygène de l'air se répandait profondément dans la mer, il s'est lié à la couche de matière organique ancienne, formant du CO2. Gaz carbonique, relâché dans l'atmosphère, aurait réchauffé la Terre par effet de serre, qui aurait décongelé la Terre, empêcher les calottes glaciaires et les glaciers d'avancer davantage. Par conséquent, une telle rétroaction négative aurait pu empêcher la glace de recouvrir complètement la surface de la Terre.

Peltier fournit une autre preuve clé contre la théorie Snowball Earth :une région géographique qui a permis la survie de la faune et de la flore, appelé « refuge glaciaire ». Si la Terre s'était complètement gelée, son climat rigoureux aurait tué de nombreux organismes. De plus, une réflexion complète du rayonnement solaire aurait décimé les organismes photosynthétiques. Encore, il n'y a aucune telle indication géologique qu'un événement d'extinction de masse s'est produit.

Le débat entre la Snowball Earth dure et la neige fondue devient plus énigmatique à la fin de la période cryogénique et au début du Cambrien, lorsque se produit la soi-disant « explosion cambrienne » de la vie animale. L'explosion cambrienne fait référence à un court intervalle au cours duquel de nombreux animaux multicellulaires sous diverses formes sont apparus à la surface de la Terre. Les critiques de Snowball Earth soutiennent qu'une augmentation aussi spectaculaire de la biodiversité en un court laps de temps n'aurait pas pu se produire dans un scénario difficile de Snowball Earth, autant d'organismes avant l'explosion auraient disparu. Les supporters de Snowball Earth, d'autre part, soutiennent que la biodiversité est simplement le résultat des micro-organismes robustes qui ont survécu à la Snowball Earth, évoluant en taille ainsi qu'en complexité anatomique à travers le temps.

Aucune de ces hypothèses n'est figée, mais font plutôt partie d'un débat en cours qui nécessite beaucoup d'éclaircissements. Pour mieux comprendre ce qui s'est passé pendant la période cryogénienne, le développement de différents modèles climatiques avec de nombreux paramètres est nécessaire, donnant de la flexibilité à la complexité toujours inconnue des conditions climatiques passées. De plus, Une étude minutieuse des organismes qui ont survécu à Snowball Earth pourrait nous aider davantage à comprendre cette période énigmatique.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.