Notre planète se réchauffe aujourd’hui, c’est un fait. Mais, ce n’est pas la période la plus chaude de l’histoire de notre planète, loin de là, en fait. À différents moments, il y a des millions ou des milliards d’années, la Terre était beaucoup plus grillée qu’aujourd’hui.
L’une des bouffées de chaleur les plus notables s’est produite il y a 56 millions d’années, lors du maximum thermique du Paléocène-Éocène, ou PETM. Il s’agissait d’une période relativement brève de réchauffement rapide et anormal. À cette époque, les températures, qui étaient déjà bien supérieures à la normale, ont augmenté d’environ 9 degrés Fahrenheit (5 degrés Celsius) en l’espace de quelques milliers d’années seulement. Des conditions tropicales ont prévalu bien au-delà de l’équateur, et les calottes glaciaires étaient totalement absentes des pôles.
Les effets sur la vie ont été dramatiques. Les organismes marins sont morts en masse, incapables de faire face à des eaux plus chaudes. Pendant ce temps, les mammifères en ont profité, se répandant et se diversifiant rapidement dans les millénaires qui ont suivi, préparant le terrain pour les espèces futures, y compris nous.
Le PETM est également une référence pour notre climat actuel, offrant un aperçu de ce à quoi cela ressemble lorsque la Terre se réchauffe rapidement alors que le carbone se déverse dans l’atmosphère.
Mais le PETM n’a pas été initié par le carbone atmosphérique, bien que le carbone ait exacerbé les augmentations de température. Au lieu de cela, un groupe de scientifiques de l’Université d’Hawaï et de l’Université d’Utrecht affirme maintenant que c’est une confluence de conditions astronomiques et terrestres qui se sont combinées pour faire basculer notre planète.
La découverte, publiée dans Science, ajoute à notre compréhension de la façon dont les changements de l’orbite de la Terre affectent le climat. Elle offre également un aperçu d’un rare précédent historique pour notre ère actuelle de réchauffement climatique.
Orbital Oddities
Le nœud du problème est le fait que l’orbite de la Terre n’est pas le cercle parfait et stable que nous imaginons habituellement. Notre trajectoire autour du soleil ressemble en fait à un cercle, ou une ellipse, très légèrement écrasé. Les astronomes appellent cela l’excentricité, qui varie de manière prévisible dans le temps, devenant plus ou moins écrasée selon un cycle régulier. Mais le degré d’excentricité a des effets notables, bien que subtils, sur le climat, explique Richard Zeebe, océanographe de l’Université d’Hawaï et coauteur de l’étude.
« Si nous examinons les 100 derniers millions d’années, nous voyons des relations distinctes entre les changements d’excentricité et le climat », dit-il.
Lui et son coauteur Lucas Lourens ont utilisé une carotte de sédiments de l’océan Atlantique Sud pour suivre les changements d’excentricité de la Terre à l’époque du PETM. En examinant les types de sédiments déposés les uns sur les autres, ils ont constaté un schéma régulier qui correspondait aux cycles d’excentricité des modèles astronomiques. Parce que les sédiments changent de manière prévisible en fonction des changements climatiques, ils constituent un bon proxy pour les variations de l’orbite de la Terre, disent les auteurs.
Avec cette méthode, ils ont pu localiser le pic de température soudain du PETM il y a 56 millions d’années, juste au moment où l’orbite de la Terre était la plus excentrique, ou elliptique.
Une orbite plus excentrique signifierait que plus de rayonnement solaire frappe la Terre, dit Zeebe. Il est donc logique que cela provoque un réchauffement. Et le climat de la Terre était déjà chaud à cette époque, ce qui signifie qu’il pourrait avoir été amorcé pour le type de mécanismes de rétroaction qui ont conduit au PETM.
« Il y a des indications que cela a simplement déclenché un comportement de seuil », dit-il. « Donc, vous vous réchauffez lentement, lentement, lentement, et puis vous avez un déclencheur comme l’excentricité qui peut ensuite provoquer des rétroactions qui aboutissent essentiellement au PETM. »
Les conditions étouffantes ont persisté pendant environ 170 000 ans, dit Zeebe, une plage plus longue que ce que certaines estimations précédentes supposaient.
Analogue moderne
La nouvelle explication du PETM est intrigante en soi, un rappel que la dynamique de l’orbite de la Terre peut avoir des effets réels sur nos vies. Mais le PETM est également une ressource inestimable pour comprendre le changement climatique actuel. C’est l’une des rares périodes de l’histoire de la Terre où le climat s’est réchauffé très rapidement, et elle pourrait offrir quelques indices de ce à quoi nous pouvons nous attendre dans un avenir proche.
Les phénomènes d’extinction et le déplacement rapide des espèces vers de nouveaux habitats ont été l’un des résultats du PETM, et l’impact de ces perturbations biologiques se joue encore aujourd’hui. Le changement climatique stresse de la même manière les espèces à travers le monde, tout en permettant à d’autres d’accéder à de nouveaux habitats.
Et le PETM sonne également comme un avertissement pour nous, comme si nous en avions encore besoin. Si la Terre n’est pas encore menacée par le réchauffement extrême observé il y a 56 millions d’années, quelques degrés seulement pourraient avoir des conséquences désastreuses. Le type d’effets de rétroaction qu’un petit réchauffement a déclenché à l’époque pourrait se reproduire aujourd’hui, transformant un petit changement en un changement massif.
« Vous poussez le système dans une direction et la réponse du système est d’aller encore plus loin dans cette direction », dit Zeebe.