Les scientifiques ont découvert un nouvel aperçu fascinant de ce qui a causé l'un des cas de changement climatique les plus rapides et les plus dramatiques de l'histoire de la Terre.

Une équipe de chercheurs, dirigé par le Dr Sev Kender de l'Université d'Exeter, ont fait une percée cruciale dans la cause derrière le maximum thermique paléocène-éocène (PETM) - un événement de réchauffement climatique extrême qui a duré environ 150 000 ans et qui a vu des augmentations de température significatives.

Bien que des études antérieures aient suggéré que l'activité volcanique a contribué au vaste CO 2 émissions qui ont entraîné le changement climatique rapide, le déclencheur de l'événement est moins clair.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont identifié des niveaux élevés de mercure juste avant et au début du PETM - qui pourraient être causés par une activité volcanique expansive - dans des échantillons prélevés dans des carottes sédimentaires de la mer du Nord.

Surtout, la recherche des échantillons de roche a également montré que dans les premiers stades du PETM, il y a eu une baisse significative des niveaux de mercure, suggérant qu'au moins un autre réservoir de carbone a libéré des gaz à effet de serre importants au fur et à mesure que le phénomène s'installait.

La recherche indique l'existence de points de basculement dans le système terrestre, qui pourraient déclencher la libération de réservoirs de carbone supplémentaires qui ont conduit le climat de la Terre à des températures élevées sans précédent.

La recherche pionnière, qui comprend également des experts du British Geological Survey, l'Université d'Oxford, Herriot-Watt University et l'Université de Californie à Riverside, pourrait donner une nouvelle compréhension de la façon dont le changement climatique moderne affectera la Terre dans les siècles à venir.

La recherche est publiée dans Communication Nature le 31 août 2021.

Dr Kender, un co-auteur de l'étude de la Camborne School of Mines, basé sur le campus Penryn de l'Université d'Exeter à Cornwall a déclaré:"Les gaz à effet de serre tels un CO 2 du méthane ont été rejetés dans l'atmosphère au début du PETM en quelques milliers d'années seulement.

"Nous voulions tester l'hypothèse que ce dégagement de gaz à effet de serre sans précédent a été déclenché par de grandes éruptions volcaniques. Comme les volcans libèrent également de grandes quantités de mercure, nous avons mesuré le mercure et le carbone dans les carottes de sédiments pour détecter tout volcanisme ancien.

"La surprise était que nous n'avons pas trouvé de relation simple d'augmentation du volcanisme pendant la libération de gaz à effet de serre. Nous avons découvert que le volcanisme ne s'est produit qu'au début de la phase, et donc une autre source de gaz à effet de serre a dû être libérée après le volcanisme. »

Le phénomène PETM, qui est l'une des périodes de réchauffement les plus rapides de l'histoire de la Terre, s'est produit alors que le Groenland s'éloignait de l'Europe.

Alors que les raisons pour lesquelles de telles quantités de CO 2 ont été relâchés pour déclencher cette longue période de réchauffement restés cachés pendant de nombreuses années, les scientifiques ont récemment suggéré que les éruptions volcaniques étaient le principal moteur.

Cependant, alors que les enregistrements et la modélisation du carbone ont suggéré que de grandes quantités de carbone volcanique ont été libérées, il n'a pas été possible d'identifier le point de déclenchement du PETM jusqu'à présent.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont étudié deux nouvelles carottes sédimentaires de la mer du Nord qui ont montré des niveaux élevés de mercure présent, rapport aux niveaux de carbone organique.

Ces échantillons ont montré de nombreux pics dans les niveaux de mercure à la fois avant, et au début de la période PETM, ce qui suggère qu'elle a été déclenchée par l'activité volcanique.

Cependant, l'étude a également montré qu'il y avait au moins un autre réservoir de carbone qui a ensuite été libéré lorsque le PETM s'est installé, car les niveaux de mercure semblent diminuer dans la deuxième partie de son apparition.

Le Dr Kender a ajouté :« Nous avons pu mener cette recherche car nous avons travaillé sur un nouveau matériau de base exceptionnellement bien conservé avec des collaborateurs de la Commission géologique du Danemark et du Groenland. L'excellente conservation a permis une détection détaillée à la fois du carbone libéré dans le l'atmosphère et le mercure. Comme la mer du Nord est proche de la région du volcanisme qui aurait déclenché le PETM, ces noyaux étaient dans une position idéale pour détecter les signaux.

"Le volcanisme qui a causé le réchauffement était probablement de vastes seuils d'intrusion profonds produisant des milliers d'évents hydrothermaux à une échelle bien au-delà de tout ce qui est vu aujourd'hui. Les sources secondaires possibles de gaz à effet de serre étaient la fonte du pergélisol et des hydrates de méthane du fond marin, à la suite du réchauffement volcanique initial."