Il y a eu de longues périodes de refroidissement dans l'histoire de la Terre. Les températures étaient déjà tombées depuis plus de 10 millions d'années avant le début de la dernière période glaciaire il y a environ 2,5 millions d'années. À ce moment-là, l'hémisphère nord était recouvert de masses de glace massives et de glaciers. Un paradigme géoscientifique, répandu depuis plus de 20 ans, explique ce refroidissement avec la formation des grandes chaînes de montagnes comme les Andes, l'Himalaya et les Alpes. Par conséquent, plus d'altération des roches a eu lieu, suggère le paradigme. Cela a à son tour éliminé plus de dioxyde de carbone (CO 2 ) de l'atmosphère, de sorte que l'effet de serre a diminué et l'atmosphère s'est refroidie. Ceci et d'autres processus ont finalement conduit à l'ère glaciaire.

Dans une nouvelle étude, Jeremy Caves-Rugenstein de l'ETH Zurich, Dan Ibarra de l'Université de Stanford et Friedhelm von Blanckenburg du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences à Potsdam ont pu montrer que ce paradigme ne peut être maintenu. Selon le journal, l'altération a été constante sur la période considérée. Au lieu, l'augmentation de la réactivité de la surface terrestre a entraîné une diminution du CO 2 dans l'atmosphère, refroidissant ainsi la Terre. Les chercheurs ont publié les résultats dans la revue La nature .

Un second regard après l'analyse isotopique

Le processus d'altération des roches, et surtout l'altération chimique des roches par l'acide carbonique, contrôle le climat de la Terre depuis des milliards d'années. L'acide carbonique est produit à partir du CO 2 quand il se dissout dans l'eau de pluie. L'altération élimine ainsi le CO 2 de l'atmosphère terrestre, précisément dans la mesure où les gaz volcaniques en ont fourni l'atmosphère. Le paradigme qui s'est répandu jusqu'à présent affirme qu'avec la formation des grandes chaînes de montagnes au cours des 15 derniers millions d'années, les processus d'érosion ont augmenté - et avec eux aussi le CO 2 -l'altération de la roche liante. En effet, des mesures géochimiques dans les sédiments océaniques montrent que la proportion de CO 2 dans l'atmosphère a fortement diminué au cours de cette phase.

"L'hypothèse, cependant, a une grosse prise, " explique Friedhelm von Blanckenburg de GFZ. " Si l'atmosphère avait effectivement perdu autant de CO 2 comme l'aurait causé l'altération créée par l'érosion, il n'y aurait pratiquement pas eu de CO 2 abandonnée après moins d'un million d'années. Toute l'eau aurait gelé en glace et la vie aurait eu du mal à survivre. Mais ce n'était pas le cas."

Que ces doutes sont justifiés, a déjà été montré par von Blanckenburg et sa collègue Jane Willenbring dans une étude de 2010, qui est apparu dans La nature de même. "Nous avons utilisé des mesures de l'isotope rare béryllium-10 produit par le rayonnement cosmique dans l'atmosphère terrestre et son rapport à l'isotope stable béryllium-9 dans les sédiments océaniques pour montrer que l'altération de la surface terrestre n'avait pas du tout augmenté, " dit Friedhelm von Blanckenburg.

La surface du sol est devenue plus réactive

Dans l'étude publiée aujourd'hui, Grottes-Rugenstein, Ibarra et von Blanckenburg ont également utilisé les données des isotopes stables de l'élément lithium dans les sédiments océaniques comme indicateur des processus d'altération. Ils voulaient savoir comment, malgré l'altération constante des roches, la quantité de CO 2 dans l'atmosphère aurait pu diminuer. Ils ont saisi leurs données dans un modèle informatique du cycle mondial du carbone.

En effet, les résultats du modèle ont montré que le potentiel de la surface terrestre aux intempéries a augmenté, mais pas la vitesse à laquelle il a résisté. Les chercheurs appellent ce potentiel d'altération la réactivité de la surface terrestre. "La réactivité décrit la facilité avec laquelle des composés ou des éléments chimiques participent à une réaction, " explique Friedhelm von Blanckenburg. S'il y a plus de roches non altérées et donc plus réactives en surface, ceux-ci peuvent au total réagir aussi largement chimiquement avec peu de CO 2 dans l'atmosphère comme le feraient des roches déjà fortement altérées avec beaucoup de CO 2 . La baisse du CO 2 dans l'atmosphère, qui est responsable du refroidissement, peut donc s'expliquer sans augmentation de la vitesse d'altération.

"Toutefois, un processus géologique est nécessaire pour rajeunir la surface terrestre et la rendre plus réactive, " dit Friedhelm von Blanckenburg. " Cela ne doit pas nécessairement être la formation de grandes montagnes. De la même manière, fractures tectoniques, une petite augmentation de l'érosion ou l'exposition d'autres types de roche peut avoir fait apparaître plus de matériaux présentant un potentiel d'altération à la surface. Dans tous les cas, notre nouvelle hypothèse doit déclencher une refonte géologique concernant le refroidissement avant la dernière période glaciaire."