Un nouvel éclairage sur les interactions entre la tectonique des plaques et le climat révèle des mécanismes insoupçonnés. Cette recherche met en avant le rôle essentiel des zones de séparation des plaques dans le cycle du carbone, apportant des éléments cruciaux pour comprendre les variations climatiques à long terme.
Illustration de la Ceinture de Feu du Pacifique / Crédit : Meteorologiaenred
Une dynamique dans les profondeurs de la Terre façonne non seulement la surface du globe, mais joue également un rôle central dans la configuration du climat mondial. Les auteurs d’une nouvelle étude publiée dans Communications Earth & Environment (Nature) examinent comment la tectonique des plaques a influencé le climat au cours des 540 derniers millions d’années.
Depuis des décennies, il était admis que les principales émissions naturelles de dioxyde de carbone, responsables des grandes fluctuations climatiques du passé, provenaient principalement des volcans situés aux zones de convergence des plaques tectoniques. Toutefois, les résultats de cette étude suggèrent que cette vision est partielle. “Nos analyses montrent que le carbone libéré par le mouvement des plaques tectoniques a probablement été un facteur déterminant dans beaucoup de transitions climatiques de l’histoire de la Terre,” explique le premier auteur de l’étude, le Dr. Ben R. Mather de l’Université de Melbourne.
Les chercheurs soutiennent que l’impact des grandes chaînes de volcans, comme celles de la Ceinture de Feu du Pacifique, ne serait devenu dominant que dans des temps relativement récents. “Nos résultats contribuent à expliquer certaines des principales transitions climatiques du passé, de la glaciation du Paléozoïque aux périodes chaudes du Mésozoïque, jusqu’à la glaciation actuelle du Cénozoïque,” souligne le professeur Dietmar Müller, co-auteur de cette étude et enseignant en géophysique à l’Université de Sydney.
Ces nouvelles preuves renforcent l’idée que le climat terrestre est profondément influencé par les cycles naturels du carbone à l’échelle géologique. C’est un principe qui semble également émerger des évaluations du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), selon lesquelles les variations à long terme de la concentration de CO₂ sont l’un des facteurs clés régulant l’évolution du climat de la planète.
Pourquoi la tectonique des plaques influence le climat global : les explications des chercheurs
La nouvelle étude détaille les mécanismes qui lient les mouvements des plaques tectoniques au climat terrestre, se concentrant sur le cycle profond du carbone. Historiquement, les auteurs expliquent qu’il était généralement admis que les principales sources naturelles de dioxyde de carbone dans l’atmosphère provenaient des arcs volcaniques formés le long des marges convergentes des plaques. “Longtemps, on a pensé que ces arcs étaient les principaux responsables de l’introduction de CO₂ dans l’atmosphère,” écrivent les chercheurs dans un article sur The Conversation.
Cependant, les nouvelles données suggèrent qu’un rôle plus significatif est joué par les zones de séparation des plaques tectoniques, telles que les dorsales médio-océaniques et les fractures continentales. “Nous proposons que ces environnements aient eu un impact beaucoup plus important sur les cycles du carbone de la Terre au cours des ères géologiques,” expliquent les auteurs, en indiquant que c’est précisément ici où le carbone accumulé dans les sédiments marins profonds peut être progressivement recyclé.
Les dorsales océaniques où la croûte se sépare ont joué un rôle plus significatif dans le cycle du carbone / Crédit : IStock
Un élément clé réside dans la manière dont les océans séquestrent le dioxyde de carbone atmosphérique, le stockant dans les sédiments du fond marin. Avec le lent mouvement des plaques, ces sédiments sont transportés et, dans certains cas, réintroduits dans le manteau terrestre par le biais des zones de subduction. “En utilisant des modèles informatiques qui reconstituent la migration des plaques, nous avons pu prévoir les principaux états climatiques — serra et glaciaire — des 540 derniers millions d’années,” précisent les chercheurs.
L’étude clarifie également pourquoi l’impact des arcs volcaniques a seulement augmenté au cours des 100 à 120 derniers millions d’années : la diffusion d’organismes planctoniques capables de produire des sédiments riches en carbone a modifié l’équilibre du cycle naturel du carbone. “Ce processus est devenu dominant seulement à des époques relativement récentes,” notent les chercheurs, offrant une nouvelle perspective sur la manière dont les processus tectoniques continuent d’affecter le climat de la Terre.