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L’activité volcanique change le climat de la Terre

by CIFAR
avr. 9 / 13

Dans les derniers 500 millions d’années, le climat de la Terre a alterné entre des périodes froides et des périodes chaudes. Ces fluctuations climatiques ont duré des dizaines à des centaines de millions d’années et ont été marquées par des changements de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone, ainsi que de l’activité glaciaire.

Le facteur principal à l’origine de ce changement climatique était la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique provenant avant tout du dégazage volcanique. Mais un mystère a toujours dérouté les scientifiques : comment expliquer les changements importants et de longue durée du taux de dégazage volcanique du dioxyde de carbone?

Un nouvel article rédigé en collaboration par le Boursier principal Mark Jellinek (UBC) (Université de la Colombie-Britannique) et publié dans GeoSphere suggère que les oscillations de la Terre entre des périodes chaudes et froides découlent de la nature changeante du dégazage volcanique de dioxyde de carbone pendant la formation et la fragmentation subséquente du supercontinent Pangée, il y a entre 300 et 140 millions d’années. Dans l’étude, l’équipe a découvert que la croûte continentale pangéenne constituait une réserve considérable de dioxyde de carbone contenu dans des carbonates sédimentaires, comme le calcaire et le marbre. Pendant la fragmentation de Pangée, il y a eu formation de volcans là où s’étaient déplacées les plaques tectoniques. Le magma de ces volcans a interagi avec les carbonates, purgeant ainsi le dioxyde de carbone crustal dans l’atmosphère. La concentration atmosphérique de dioxyde de carbone était alors 500 fois plus grande que ce que l’on observe aujourd’hui et un climat tropical s’est installé pendant la période s’étendant de 100 millions à 40 millions d’années.

Dans cette étude, l’équipe a découvert que la croûte continentale était une réserve considérable de dioxyde de carbone contenu dans des carbonates sédimentaires, comme le calcaire et le marbre. Quand les continents se sont déplacés, les volcans qui se sont formés en marge de la croûte terrestre ont libéré du magma dans la croûte en contact avec ces carbonates. Il s’en est suivi une purge du dioxyde de carbone crustal dans l’atmosphère.

« Au plan climatique, environ un tiers à la moitié du dioxyde de carbone présent dans le monde aujourd’hui provient du dégazage de ces arcs volcaniques, dit le Dr Jellinek. Par exemple, le Mont Etna (Italie) est un volcan qui se trouve sur un arc continental et il est responsable à lui seul de 10 à 20 pour cent du dioxyde de carbone total au plan mondial. Comme il y a des milliers de volcans en existence aujourd’hui, il s’agit d’une quantité significative. »

Les résultats de l’étude ne s’accordent pas avec la compréhension traditionnelle des périodes froides et des périodes chaudes dans le climat de la Terre.

« On croit généralement que le ‘ super effet de serre ’ qui s’est produit pendant la période s’étendant de 100 millions à 40 millions d’années a été causé par des éruptions massives de basalte qui ont fini par former des îles comme Hawaii. Le problème avec cette vision des choses est que la météorisation chimique de silicates retire le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Avec cette théorie, il faudrait observer une éruption volcanique chaque million d’années pour maintenir le super effet de serre, mais nous savons que cela ne s’est pas produit. Toutefois, le mécanisme que nous proposons concorde avec le profil géologique observé. »

L’ICRA, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie et la National Science Foundation ont financé cette étude.