Des scientifiques de l'Université de Southampton ont découvert que de vastes chaînes de volcans étaient responsables à la fois de l'émission puis de l'élimination du dioxyde de carbone atmosphérique (CO 2 ) au cours des temps géologiques. Cela a stabilisé les températures à la surface de la Terre.

Les chercheurs, travailler avec des collègues de l'Université de Sydney, Université nationale australienne (ANU), Université d'Ottawa et Université de Leeds, exploré l'impact combiné des processus dans la Terre solide, les océans et l'atmosphère au cours des 400 derniers millions d'années. Leurs conclusions sont publiées dans la revue Géosciences de la nature .

La décomposition et la dissolution naturelles des roches à la surface de la Terre sont appelées altération chimique. C'est extrêmement important parce que les produits de l'altération (des éléments comme le calcium et le magnésium) sont évacués via les rivières vers les océans, où ils forment des minéraux qui emprisonnent le CO 2 . Ce mécanisme de rétroaction régule le CO atmosphérique 2 niveaux, et à son tour le climat mondial, sur le temps géologique.

« À cet égard, l'altération de la surface de la Terre sert de thermostat géologique", dit l'auteur principal, le Dr Tom Gernon, Professeur agrégé en sciences de la Terre à l'Université de Southampton, et membre de l'Institut Turing. "Mais les contrôles sous-jacents se sont avérés difficiles à déterminer en raison de la complexité du système terrestre".

"De nombreux processus terrestres sont interconnectés, et il y a des décalages importants entre les processus et leurs effets", explique Eelco Rohling, Professeur en océan et changement climatique à l'ANU et co-auteur de l'étude. « Comprendre l'influence relative de processus spécifiques au sein de la réponse du système terrestre a donc été un problème insoluble ».

Pour démêler la complexité, l'équipe a construit un nouveau « réseau terrestre », intégrant des algorithmes d'apprentissage automatique et des reconstructions de la tectonique des plaques. Cela leur a permis d'identifier les interactions dominantes au sein du système Terre, et comment ils ont évolué au fil du temps.

L'équipe a découvert que les arcs volcaniques continentaux étaient le facteur le plus important de l'intensité de l'altération au cours des 400 derniers millions d'années. Aujourd'hui, les arcs continentaux comprennent des chaînes de volcans dans, par exemple, les Andes en Amérique du Sud, et les Cascades aux États-Unis. Ces volcans sont parmi les caractéristiques d'érosion les plus élevées et les plus rapides sur Terre. Parce que les roches volcaniques sont fragmentées et chimiquement réactives, ils sont rapidement altérés et rejetés dans les océans.

Martin Palmer, Professeur de géochimie à l'Université de Southampton et co-auteur de l'étude, a déclaré :« C'est un exercice d'équilibre. D'un côté, ces volcans ont pompé de grandes quantités de CO 2 qui a augmenté le CO atmosphérique 2 niveaux. D'autre part, ces mêmes volcans ont aidé à éliminer ce carbone via des réactions d'altération rapides."

L'étude jette un doute sur un concept de longue date selon lequel la stabilité climatique de la Terre sur des dizaines à des centaines de millions d'années reflète un équilibre entre l'altération du fond marin et les intérieurs continentaux. "L'idée d'un tel bras de fer géologique entre les masses continentales et le fond marin en tant que moteur dominant de l'altération de la surface de la Terre n'est pas étayée par les données, " déclare le Dr Gernon.

"Malheureusement, les résultats ne signifient pas que la nature nous sauvera du changement climatique", souligne le Dr Gernon. "Aujourd'hui, CO atmosphérique 2 les niveaux sont plus élevés qu'à tout autre moment au cours des 3 derniers millions d'années, et les émissions d'origine humaine sont environ 150 fois plus importantes que le CO volcanique 2 émissions. Les arcs continentaux qui semblent avoir sauvé la planète dans un passé lointain ne sont tout simplement pas présents à l'échelle nécessaire pour aider à contrer le CO actuel 2 émissions".

Mais les conclusions de l'équipe fournissent toujours des informations essentielles sur la façon dont la société pourrait gérer la crise climatique actuelle. L'altération artificielle des roches, où les roches sont pulvérisées et dispersées sur le sol pour accélérer les taux de réaction chimique, pourrait jouer un rôle clé dans l'élimination en toute sécurité du CO 2 de l'atmosphère. Les découvertes de l'équipe suggèrent que de tels schémas peuvent être déployés de manière optimale en utilisant des matériaux volcaniques calco-alcalins (ceux contenant du calcium, potassium et sodium), comme ceux trouvés dans les environnements d'arc continental.

"Ce n'est en aucun cas une solution miracle à la crise climatique - nous devons de toute urgence réduire les émissions de CO 2 émissions conformément aux voies d'atténuation du GIEC, arrêt complet. Notre évaluation des rétroactions d'altération sur de longues échelles de temps peut aider à concevoir et à évaluer des schémas d'altération améliorés à grande échelle, qui n'est qu'une des étapes nécessaires pour lutter contre le changement climatique mondial", conclut le Dr Gernon.