485 millions d’années de changement climatique : le rôle clé du CO2

Une nouvelle étude révèle que les températures de la Terre ont varié beaucoup plus que prévu au cours des 485 derniers millions d’années. Cette courbe, créée à partir de données géologiques et de modèles climatiques, montre que les variations de température sont fortement liées aux niveaux de CO2 dans l’atmosphère.

Publié dans la revue Science, ce nouveau travail présente une courbe qui retrace les variations des températures moyennes de la surface terrestre depuis l’Éon Phanérozoïque, une période de plus de 485 millions d’années où la vie sur Terre a évolué, peuplé la planète et traversé plusieurs extinctions massives. Cette courbe montre une corrélation étroite entre la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et les températures de la Terre.

*Température moyenne de surface globale PhanDA au cours des 485 derniers millions d’années. L’ombrage gris correspond à différents niveaux de confiance et la ligne noire indique la solution moyenne. Les bandes colorées en haut reflètent l’état climatique, les couleurs plus froides indiquant les climats de type glacière (maison froide et maison froide), les couleurs plus chaudes indiquant les climats de type serre (maison chaude et maison chaude) et le gris représentant un état de transition.

Le Phanérozoïque a commencé il y a environ 540 millions d’années, une période marquée par l’Explosion Cambrienne, où les organismes complexes, souvent munis de coquilles, sont apparus dans les fossiles. Cependant, en raison du manque de données géologiques avant 485 millions d’années, la courbe se concentre sur cette période.

Méthode innovante : l’assimilation des données

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée « assimilation de données », qui combine les données issues des archives géologiques et des modèles climatiques. Ce procédé est habituellement utilisé pour les prévisions météorologiques, mais ici, il a été utilisé pour reconstituer les climats anciens, une démarche appelée « rétro-prévision ».

Cette nouvelle courbe montre que la température de la Terre a fluctué entre 52 et 97 degrés Fahrenheit (soit entre 11 et 36°C) au cours des 485 derniers millions d’années. Les périodes de chaleur intense étaient souvent associées à des niveaux élevés de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

CO2 : le contrôle principal des températures de la Terre

L’un des principaux enseignements de cette étude est que le CO2 a joué un rôle dominant dans le contrôle des températures globales à travers le temps géologique. Lorsque les niveaux de CO2 étaient bas, la planète était froide. En revanche, des niveaux élevés de CO2 correspondaient à des périodes de réchauffement important.

Relation entre la température du Phanérozoïque et le CO2 atmosphérique. (A) PhanDA GMST (en haut) et CO2 atmosphérique reconstitué (en bas), résolus au niveau des étages. La reconstruction du CO2 (29) est largement basée sur les données de Foster et al. (2017) (78) pour le Paléozoïque et le Mésozoïque, et les données de Rae et al. (2021) (80) pour le Cénozoïque. L’ombrage reflète les percentiles, comme dans la Fig. 1. (B) PhanDA GMST versus CO2, codée par couleur par ère géologique. La régression de York (86), qui tient compte de l’incertitude dans les variables prédictives et de réponse, est représentée par la ligne pointillée noire. (C) Plages de CO2 pour chacun des états climatiques définis dans la Fig. 3 (voir l’étude en desspus). Les bandes claires et foncées indiquent respectivement les 5e à 95e et les 16e à 84e percentiles. La ligne continue épaisse indique la valeur médiane et la ligne pointillée indique la médiane, à l’exclusion des données du Mésozoïque, où le CO2 est plus incertain.

Un climat actuel encore plus dangereux

Aujourd’hui, la température moyenne de la Terre est d’environ 15°C (59°F), ce qui est plus froid que la plupart des périodes du Phanérozoïque. Cependant, les émissions de gaz à effet de serre causées par l’activité humaine réchauffent la planète à un rythme beaucoup plus rapide que ce qui a été observé lors des périodes de réchauffement rapide dans le passé géologique. Cela représente une menace pour les espèces et les écosystèmes à travers le monde, avec des conséquences comme la montée rapide du niveau de la mer.

Les chercheurs soulignent que les périodes rapides de changement climatique dans le passé ont souvent été associées à des extinctions massives. Aujourd’hui, la situation pourrait devenir dangereuse pour l’humanité, qui s’est développée dans une fourchette de températures relativement étroite d’environ 10°F (6°C) sur les derniers milliers d’années, comparé aux écarts de 45°F (25°C) enregistrés dans le passé.

Un regard vers l’avenir

Comprendre comment le climat a varié dans des périodes où la Terre était très chaude est crucial pour prévoir l’évolution future du climat. Avec l’augmentation continue des émissions de gaz à effet de serre, cette étude offre un aperçu précieux des changements auxquels nous pourrions être confrontés si nous n’agissons pas rapidement pour réduire les émissions.

L’étude en question disponible ici


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