Une collaboration internationale de scientifiques, dirigé par l'Université de Leicester, a étudié le climat de la Terre il y a plus d'un demi-milliard d'années en combinant des modèles climatiques et des analyses chimiques de coquilles fossiles d'environ 1 mm de long.

La recherche, Publié dans Avancées scientifiques , suggère que les premiers animaux se sont diversifiés dans un climat similaire à celui dans lequel vivaient les dinosaures.

Cet intervalle de temps est connu pour « l'explosion cambrienne », le temps pendant lequel les représentants de la plupart des principaux groupes d'animaux apparaissent pour la première fois dans les archives fossiles. Il s'agit notamment des premiers animaux à produire des coquillages, et ce sont ces fossiles coquilliers que les scientifiques ont utilisés.

Les scientifiques ont longtemps pensé que le début de la période cambrienne était probablement un intervalle à effet de serre dans l'histoire du climat de la Terre, une époque où il n'y avait pas de calotte glaciaire permanente.

Jusqu'à maintenant, cependant, les scientifiques n'ont eu qu'une idée de ce à quoi ressemblait le climat cambrien en raison des types de roches qui ont été déposés à cette époque - alors qu'on a longtemps cru que le climat était chaud, les détails spécifiques sont restés en grande partie un mystère.

Les données des minuscules coquillages fossiles, et les données des nouvelles exécutions de modèles climatiques, montrent que les températures de la mer à haute latitude (~65 °S) dépassaient 20 °C. Cela semble très chaud, mais c'est similaire à plus récent, mieux compris, climats de serre comme celui du Crétacé supérieur.

Thomas Audience, un doctorant de la School of Geography de l'Université de Leicester, Géologie et environnement, a expliqué :« Parce que les scientifiques ne peuvent pas mesurer directement les températures de la mer il y a un demi-milliard d'années, ils doivent utiliser des données indirectes - ce sont des quantités mesurables qui réagissent de manière prévisible aux variables climatiques changeantes comme la température. Dans cette étude, nous avons utilisé les rapports isotopiques de l'oxygène, qui est un paléothermomètre couramment utilisé.

"Nous avons ensuite utilisé de l'acide pour extraire des fossiles d'environ 1 mm de long à partir de blocs de calcaire du Shropshire, ROYAUME-UNI, daté entre 515 et 510 millions d'années. Un examen attentif de ces minuscules fossiles a révélé que certains d'entre eux ont une chimie de coquille exceptionnellement bien conservée qui n'a pas changé depuis qu'ils ont poussé sur le fond marin cambrien. »

Dr Tom Harvey, de l'École de géographie, Géologie et environnement, a ajouté:"De nombreux animaux marins incorporent des traces chimiques d'eau de mer dans leurs coquilles à mesure qu'ils grandissent. Cette signature chimique est souvent perdue au cours du temps géologique, il est donc remarquable que nous puissions l'identifier dans des fossiles aussi anciens."

Les analyses des isotopes de l'oxygène de ces fossiles ont suggéré des températures très chaudes pour les mers de haute latitude (~65 °S), probablement entre 20 °C et 25 °C.

Pour voir si ces températures de la mer étaient réalisables, les scientifiques ont ensuite effectué des simulations de modèles climatiques pour le début du Cambrien. Les simulations du modèle climatique suggèrent également que le climat de la Terre était dans un état de serre « typique », avec des températures proches des plus récentes, et mieux compris, intervalles de serre dans l'histoire climatique de la Terre, comme la fin du Mésozoïque et le début du Cénozoïque.

Finalement, ces découvertes contribuent à élargir notre connaissance des premiers animaux de l'époque et de l'environnement dans lequel ils vivaient.

Thomas Hearing a déclaré :« Nous espérons que cette approche pourra être utilisée par d'autres chercheurs pour dresser une image plus claire des climats anciens où les données de proxy climatiques conventionnelles ne sont pas disponibles. »

La recherche a été menée dans le cadre d'une collaboration internationale impliquant des scientifiques de l'Université de Leicester (Royaume-Uni), British Geological Survey (BGS; Royaume-Uni), et CEREGE (France). Cette collaboration a réuni des expertises en géochimie, la paléontologie et la modélisation climatique pour s'attaquer à ce problème de longue date.

Les scientifiques ont co-écrit un article en libre accès (disponible au public) dans la revue Avancées scientifiques .