Illustration de l'extinction de masse KPB, le PETM, et le réchauffement climatique anthropocène. (A) Au cours du dernier Maastrichtien, la dévastation de l'environnement est principalement due au volcanisme (cendres, aérosols et gaz à effet de serre), entraînant des changements climatiques rapides, les pluies acides et l'acidification des océans qui sont exacerbées par l'impact de Chicxulub, empêchant ainsi la calcification par le plancton marin à la base de la chaîne alimentaire. (B) Au cours du dernier Paléocène au début de l'Éocène :le réchauffement climatique progressif précédant le PEB est attribué au volcanisme de la Province ignée de l'Atlantique Nord (PNIA), mais le réchauffement rapide de 5 °C (PETM) est lié aux hydrates de méthane libérés des plateaux continentaux entraînant des pluies acides sur les terres et une acidification des océans (~170, 000 ans). (C) Au cours de l'Anthropocène, d'importants apports de gaz à effet de serre (CO2, SO2, N2O) liés aux activités humaines et à la combustion de combustibles fossiles entraînent un réchauffement rapide et une acidification des océans à un rythme dépassant de plusieurs ordres de grandeur ceux du PETM et du KPB. Les données du bilan carbone global pour l'Anthropocène de Le Quéré et al. (2013). Illustration modifiée de Glikson (2014). Crédit :Paula Mateo
Déterminer ce qui nous attend pour notre espèce et notre planète est l'une des tâches les plus urgentes et les plus difficiles pour les climatologues. Bien que les modèles soient très utiles, rien de tel que l'histoire de la Terre pour révéler des détails sur la façon dont les océans, animaux, et les plantes réagissent et se remettent d'un monde qui se réchauffe.
Les deux événements majeurs de réchauffement climatique les plus récents sont particulièrement instructifs et inquiétants, disent les scientifiques présentant de nouvelles recherches mercredi lors de la réunion annuelle de la Geological Society of America.
Analogues anciens
Les deux crises climatiques passées, comparables à celles d'aujourd'hui, se sont produites il y a 56 et 66 millions d'années. Le plus tôt, l'extinction de masse de la limite Crétacé-Paléogène (KPB), est tristement célèbre pour avoir mis fin au règne des dinosaures. L'événement ultérieur, appelé maximum thermique paléocène-éocène (PETM) était relativement moins sévère, et fournit des indices sur la façon dont le monde peut se remettre de ces moments difficiles.
"Nous avons choisi ces deux-là parce qu'ils sont les exemples les plus récents de réchauffement climatique rapide et ont été largement étudiés, nous avons donc plus d'informations à leur sujet, " a déclaré Paula Mateo, un géologue à Caltech, qui présentera l'étude mercredi.
Les deux anciens événements de réchauffement climatique ont été, comme aujourd'hui, causées par la libération de gaz à effet de serre, alias émissions de carbone—dans l'atmosphère. Les sources dans le passé ne brûlaient pas de combustibles fossiles, cependant, mais lié à de très grandes et longues éruptions volcaniques, contrairement à celles qui se sont produites pendant l'existence des humains.
Les preuves géologiques suggèrent que les émissions de carbone qui ont précédé la disparition des dinosaures étaient à un taux moyen d'environ 0,2 à 3 gigatonnes par an. Le PETM a enregistré des émissions de carbone de moins de 1,1 gigatonne par an, dit Mateo. Ces chiffres sont éclipsés par rapport au taux d'émission de l'humanité de 10 gigatonnes par an, elle a ajouté.
Tueur de dinosaures ?
L'événement d'extinction de masse KPB est souvent attribué uniquement à l'impact du météore Chicxulub au Mexique, mais il existe de plus en plus de preuves suggérant que l'éruption massive des pièges du Deccan en Inde a également joué un rôle. Cette méga-éruption a traversé l'Inde pulsation après pulsation, d'une durée d'environ 750, 000 ans. Un 280 complet, 000 ans avant l'extinction, les océans s'étaient réchauffés de 3 à 4 degrés Celsius alors que sur terre le réchauffement était de 6 à 8 degrés C à cause des éruptions. L'activité volcanique s'est accélérée au cours des 25 dernières, 000 ans avant l'extinction massive, Mateo a dit, libérant régulièrement plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Ces impulsions ont ajouté 2,5 degrés C supplémentaires à la température mondiale.
"Cette série de méga-impulsions n'a pas permis aux écosystèmes de s'adapter ou même de survivre, " a déclaré Mateo. Des preuves fossiles suggèrent que le réchauffement et l'acidification des océans ont mis à rude épreuve la vie sur les terres et les océans, contribuant finalement à l'un des cinq événements d'extinction de masse de l'histoire de la planète. Microfossiles des foraminifères des océans, qui font partie de la base de la chaîne alimentaire marine, montrer des signes qu'ils étaient en difficulté avant la fin du Crétacé, puis 66% se sont éteints au KPB, 33% ont survécu mais ont rapidement disparu au cours des 100 premiers, 000 ans après le KPB, et une seule espèce a survécu à long terme. Sur le réchauffement des terres au cours des 280 derniers, 000 ans du Crétacé semble avoir commencé un déclin chez les dinosaures ainsi que chez les premiers mammifères, insectes, et les amphibiens bien avant les dernières méga-éruptions se terminant par l'extinction massive du KPB.
Événement de construction océanique
Le PETM plus récent, Pour sa part, a été causée par l'expansion du bassin de l'océan Atlantique Nord. Cela impliquait que beaucoup de magma montait d'en bas pour devenir la nouvelle croûte océanique. Tout ce magma a libéré beaucoup de dioxyde de carbone, qui semble avoir causé un réchauffement modéré qui, à son tour, a déclenché la fonte des clathrates, des dépôts gelés d'hydrate de méthane au fond de l'océan. Les émissions de méthane ont aggravé la situation à effet de serre et ont conduit à un pic de réchauffement de 5 degrés Celsius.
Ce réchauffement était dur pour les êtres vivants sur terre et sur mer, mais ce n'était pas une série de coups, comme ce qui a conduit au KPB. De nombreux animaux ont su s'adapter ou migrer et éviter les conditions les plus dures. C'était un coup unique avec des conséquences environnementales qui a duré environ 200, 000 ans mais il n'y a pas eu d'extinction massive.
Le meilleur analogique
Coté côte à côte, il est désolant de voir combien des mêmes effets écosystémiques du KPB et du PETM se produisent maintenant dans les océans et sur terre en temps réel en raison du réchauffement anthropique.
"La différence avec aujourd'hui, c'est que même si c'est un pouls très court, le taux de changement est très, très rapide, " a déclaré Mateo. " Cela se produit si vite que les écosystèmes sont incapables de rattraper leur retard. Il n'y a pas de temps pour s'adapter."
Ainsi, alors que le réchauffement à effet de serre d'aujourd'hui est une impulsion unique, comme dans le PETM, cela se passe des ordres de grandeur plus rapidement, ce qui pourrait créer des effets plus semblables à ceux du KPB.
Aucun des événements passés n'est un parfait analogue, mais ils sont instructifs. Le PETM pourrait être une analogie pour notre meilleur scénario, expliqua Mateo. C'est quelque chose que l'humanité pourrait potentiellement survivre. Le KPB, d'autre part, serait notre analogie avec le pire des cas. Si nous empruntons cette voie, ce serait la sixième extinction de masse de l'histoire de la planète.
