Changement climatique ancien : Quand le palmier a laissé la place à l’épicéa

Des recherches nouvelles révèlent la disparition d’une forêt ancienne. Souches de métaséquoias sur l'île Axel Heiberg, au Nunavut. Credit: Copyright David Greenwood.

Des recherches nouvelles révèlent la disparition d’une forêt ancienne. Souches de métaséquoias sur l'île Axel Heiberg, au Nunavut. Credit: Copyright David Greenwood.

Pour les climatologues, un aspect du défi qui se pose dans la prédiction de l’avenir consiste à comprendre exactement ce qui s’est produit durant des périodes antérieures de changement climatique mondial.

L’établissement de la séquence des événements qui sont survenus il y a 33,5 millions d’années, au cours de l’Éocène supérieur et de l’Oligocène inférieur (voir diagramme de l’Échelle des temps géologiques ci-dessous), est un casse-tête climatique de longue date. De profonds changements étaient en cours. À l’échelle planétaire, les niveaux de dioxyde de carbone diminuaient, et la chaleur de serre qui régnait durant l’ère des dinosaures et de l’Éocène s’atténuait. En Antarctique, les couches de glace s’étaient formées et couvraient une grande partie du continent polaire méridional.

Mais que se passait-il vraiment sur la terre ferme, aux latitudes nordiques? À quel moment la glaciation nordique a-t-elle débuté, et de quelle manière? Et en quoi ces connaissances contribuent-elles à la compréhension de la relation entre les niveaux de dioxyde de carbone et le climat actuel?

Une équipe internationale, comptant dans ses rangs M. David Greenwood, chercheur de la Brandon University (Canada) qui bénéficie de l’appui du CRSNG, apporte actuellement des réponses très détaillées à ces questions. Qui plus est, certaines des réponses sont inédites et proviennent d’une source inhabituelle. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature datée du 18 juin.

« Les fossiles de plantes terrestres sont d’excellents indicateurs de climats passés,

affirme M. Greenwood.

Mais les endroits où se trouvent les plantes fossiles dans l’Arctique canadien et au Groenland ne semblent pas avoir enregistré ce changement climatique important et, de ce fait, compliquent la datation précise de leur âge. Il a donc fallu chercher ailleurs. « 

L’endroit où chercher? Les dépôts marins enfouis au moment où l’océan Atlantique Nord a commencé à s’ouvrir et qui reposent maintenant au fond de l’actuelle mer de Norvège-Groenland. Des carottes de sédiments prélevées à cet endroit ont témoigné de l’existence de spores et de pollens très anciens que les vents ont soufflés depuis le continent vers l’ouest.

Selon M. Greenwood, ces carottes de sédiments marins permettent d’établir une chronologie précise des changements qui se sont produits chez les plantes terrestres dominantes. Et d’ajouter le chercheur : « Comme un grand nombre de ces espèces ont des liens de parenté avec des espèces actuelles, nous pouvons supposer que les températures et les environnements dans lesquels elles ont vécu étaient très similaires.

Afin d’obtenir une image globale du climat durant la transition, les chercheurs ont réuni les données relatives aux plantes et l’information physique concernant l’état de l’atmosphère et de l’océan extraite des renseignements chimiques et isotopiques des mêmes sédiments. Ils ont ensuite effectué une comparaison avec la modélisation informatique du climat pendant cette période.

« Nous constatons que les températures estivales au niveau de la terre ferme sont demeurées relativement chaudes pendant la transition de l’Éocène à l’Oligocène, mais que cette période fut marquée par une accentuation de la saisonnalité »,

affirme M. Greenwood.

« Les températures moyennes durant le mois le plus froid ont baissé de cinq degrés Celsius, juste au-dessus du point de congélation »,

explique le chercheur.

« Cette baisse des températures n’a probablement pas suffi pour former la nappe glaciaire continentale de l’Est du Groenland,

précise M. Greenwood,

mais elle a entraîné la destruction de palmiers et d’autres espèces subtropicales telles que le cyprès des marais. Ces espèces furent remplacées par des espèces de climat tempéré comme l’épicéa et la pruche du Canada. »

En dépit de cela, la période au milieu de la transition est demeurée relativement chaude, a fait remarquer le chercheur.

« On y trouvait encore le caryer et le noyer, mais ces espèces devenaient de plus en plus rares aux derniers stades. « 

Selon M. Greenwood, même si le refroidissement de la planète se faisait de façon graduelle aux latitudes nordiques, le phénomène était inévitable.

« Des changements à la position de la Terre dans son orbite menaient à une plus grande amplitude saisonnière de la radiation dans les régions polaires. Et dans l’ensemble, la chaleur devenait de plus en plus concentrée dans les tropiques, et ce, en grande partie en raison de la chute globale du niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère »,

affirme-t-il.

Diagramme de l’Échelle des temps géologiques

Diagramme de l'Échelle des temps géologiques. Le passage de l'Éocène supérieur et de l'Oligocène inférieur est encadré.

Diagramme de l'Échelle des temps géologiques. Le passage de l'Éocène supérieur et de l'Oligocène inférieur est encadré.

Ci-dessous le passage de l’Éocène supérieur et de l’Oligocène inférieur.

Le passage de l’Éocène supérieur et de l’Oligocène inférieur

Diagramme de l'Échelle des temps géologiques. Le passage de l'Éocène supérieur et de l'Oligocène inférieur.

Diagramme de l'Échelle des temps géologiques. Le passage de l'Éocène supérieur et de l'Oligocène inférieur.

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Référence :
Article : Increased seasonality through the Eocene to Oligocene transition in northern high latitudes
Auteurs : James S. Eldrett, David R. Greenwood, Ian C. Harding & Matthew Huber
Journal de publication : Nature
DOI: 10.1038/nature08069

Source : crsng-nserc.gc.ca
Wikipedia pour le diagramme de l’Échelle des temps géologiques

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