Aujourd'hui, les niveaux croissants de dioxyde de carbone dans l'atmosphère réchauffent la planète. Le changement climatique peut perturber l'équilibre des écosystèmes et contribuer à la mise en danger et à l'extinction de certaines espèces. De nouvelles recherches suggèrent qu'une période de volcanisme intense dans les Andes centrales pourrait être le chaînon manquant dans l'histoire des changements climatiques passés qui ont conduit à l'extinction d'anciens mammifères marins. Mark Clementz et Barbara Carrapa présenteront leurs conclusions lors de la réunion GSA Connects à Denver.

Alors que nous entendons souvent parler du rôle important que jouent les émissions humaines de dioxyde de carbone dans le climat aujourd'hui, une grande partie de notre compréhension du climat actuel et futur est enracinée dans la longue histoire du climat variable de la Terre. De nombreux facteurs affectent le cycle du carbone, le carbone se déplaçant entre l'atmosphère, les océans, les roches, le sol et les êtres vivants.

Entre 7,6 et 5,4 millions d'années, la planète a connu une période de refroidissement rapide connue sous le nom d'événement de refroidissement du Miocène tardif. Cela s'est accompagné de changements massifs dans les communautés végétales et animales, tant sur terre que dans les océans. Jusqu'à récemment, le refroidissement était attribué au prélèvement de dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'altération des silicates de l'Himalaya.

Clementz et Carrapa proposent un facteur contributif différent - une augmentation majeure du volcanisme dans les Andes il y a environ sept millions d'années. Ils expliquent que les Andes étaient positionnées pour fournir des cendres aux océans Pacifique et Atlantique, fournissant des nutriments aux océans mondiaux qui ont provoqué une explosion de vie.

De petits organismes marins appelés diatomées ont utilisé ces nutriments pour prospérer et, à leur tour, les mammifères marins qui s'en nourrissaient, comme les baleines à fanons, ont également prospéré. Compte tenu de leur taille massive, un grand nombre de mammifères marins pourraient stocker beaucoup de carbone. En excrétant leurs déchets dans les eaux peu profondes, les baleines recyclent les nutriments dans ces communautés de diatomées, et le cycle a continué à créer ce que l'on appelle une "efflorescence biogénique", une explosion de vie.

"Mais c'est peut-être un cas où ils ont contribué à leur propre mort", explique Carrapa. Trop de nutriments dans l'eau peuvent entraîner la prolifération d'algues toxiques, un facteur de stress possible qui a contribué aux extinctions qui ont suivi cette période de vie florissante.

Une autre possibilité est que les cendres du volcanisme en cours aient pu empoisonner l'air. Clementz et Carrapa prévoient des travaux futurs pour rechercher des preuves qui pourraient faire la distinction entre ces facteurs possibles d'extinction. Les augmentations observées de la productivité biologique peuvent avoir contribué au refroidissement et à l'extinction en modifiant d'importants habitats marins peu profonds.

Alors que les volcans émettent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, l'histoire du cycle du carbone passé reconstituée par Clementz et Carrapa suggère que dans certaines conditions, le volcanisme pourrait en fait induire une diminution nette du carbone atmosphérique.