Une étude révèle que la tectonique des plaques sous les tropiques déclenche les ères glaciaires de notre planète

Depuis 540 millions d’années, la Terre a traversé trois périodes glaciaires majeures – des périodes au cours desquelles la température a chuté, de vastes calottes glaciaires et des glaciers se sont étendus au-delà des calottes polaires.

Aujourd’hui, des scientifiques du MIT, de l’Université de Californie à Santa Barbara et de l’Université de Californie à Berkeley ont identifié le probable déclencheur de ces périodes glaciaires.

Dans une étude publiée dans Science, l’équipe rapporte que chacune des trois dernières grandes périodes glaciaires a été précédée de « collisions continentales » sous les tropicales – des entassements tectoniques qui se sont produits près de l’équateur terrestre, dans lesquelles des plaques océaniques passent au dessus de plaques continentales, exposant ainsi des dizaines de milliers de kilomètres de roches océaniques dans un environnement tropical.

Les scientifiques disent que la chaleur et l’humidité des tropiques ont probablement déclenché une réaction chimique entre les roches et l’atmosphère. Plus précisément, le calcium et le magnésium des roches ont réagi avec le dioxyde de carbone atmosphérique, extrayant le gaz de l’atmosphère et l’emmagasinant de manière permanente sous la forme de carbonates tels que le calcaire.

Les chercheurs expliquent qu’avec le temps, ce processus d’altération, s’étendant sur des millions de kilomètres carrés, pourrait extraire suffisamment de dioxyde de carbone de l’atmosphère pour refroidir les températures de la planète et finalement déclencher un âge de glace.

« Nous pensons que les collisions continentales, aux basses latitudes, sont le déclencheur du refroidissement global », a déclaré Oliver Jagoutz, professeur associé au département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes du MIT. « Cela pourrait se produire sur 1 à 5 millions de kilomètres carrés, ce qui semble être beaucoup. Mais en réalité, c’est une très mince bande de Terre qui peut changer le climat de la planète. »

Les co-auteurs de Jagoutz sont Francis Macdonald, Lorraine Lisiecki de UC Santa Barbara, ainsi que Nicholas Swanson-Hysell et Yuem Park de UC Berkeley.

Un déclencheur tropical

Lorsqu’une plaque océanique se soulève contre une plaque continentale, la collision crée généralement une nouvelle chaîne de montagnes de roches. La zone de faille le long de laquelle les plaques océaniques et continentales entrent en collision est appelée une « suture ».

Aujourd’hui, certaines chaînes de montagnes, telles que l’Himalaya, contiennent des points de suture ayant migré de leurs points de collision d’origine, les continents s’étant déplacés au cours de millénaires.

En 2016, Jagoutz et ses collègues ont retracé les mouvements de deux sutures qui constituent aujourd’hui l’Himalaya. Ils ont constaté que les deux sutures provenaient de la même migration tectonique. Il y a 80 millions d’années, lorsque le supercontinent connu sous le nom de Gondwana s’est déplacé vers le nord, une partie de la masse continentale a été écrasée contre l’Eurasie, exposant une longue ligne de roches océaniques et créant la première suture. Il y a 50 millions d’années, une autre collision entre les supercontinents a créé une deuxième suture.

L’équipe a constaté que les deux collisions s’étaient produites dans des zones tropicales proches de l’équateur, et que les deux avaient précédé de plusieurs millions d’années les événements de refroidissement atmosphérique globaux, ce qui est presque instantané sur une échelle de temps géologique. Après avoir étudié la vitesse à laquelle les roches océaniques étaient exposées à l’atmosphère, également appelées ophiolites, et pouvaient réagir avec le dioxyde de carbone sous les tropiques, les chercheurs ont conclu que vu leur emplacement et leur ampleur, les deux sutures auraient pu effectivement emmagasiner suffisamment de dioxyde de carbone pour refroidir l’atmosphère et déclencher les deux âges glaciaires.

Fait intéressant, ils ont constaté que ce processus était probablement également responsable de la fin des deux âges glaciaires. Pendant des millions d’années, la roche océanique disponible pour réagir avec l’atmosphère s’est finalement érodée, remplacée par une nouvelle roche qui absorbait beaucoup moins de dioxyde de carbone.

« Nous avons montré que ce processus peut déclencher et mettre fin à la glaciation », déclare Jagoutz. « Ensuite, nous nous sommes demandé à quelle fréquence cela fonctionnait. Si notre hypothèse est correcte, nous devrions constater que chaque fois qu’il y a un refroidissement, il y a beaucoup de points de suture sous les tropiques. »

Les chercheurs ont cherché à déterminer si les épisodes de glace, encore plus anciens dans l’histoire de la Terre, étaient associés à des collisions d’arc-continent similaires dans les tropiques. Ils ont effectué une recherche approfondie pour compiler l’emplacement de toutes les principales zones de suture sur Terre aujourd’hui, puis ont utilisé une simulation informatique de la tectonique des plaques pour reconstituer le mouvement de ces zones de suture et des plaques continentales et océaniques de la Terre à travers le temps. De cette manière, ils ont pu déterminer approximativement où et quand chaque suture a été formée et combien de temps chaque suture s’est étirée.

Ils ont identifié trois périodes au cours des 540 millions d’années écoulées au cours desquelles des sutures importantes, d’une longueur d’environ 10 000 kilomètres, ont été formées sous les tropiques. Chacune de ces périodes a coïncidé avec chacune des trois grandes périodes glaciaires bien connues: l’ordovicien supérieur (il y a 455 à 440 millions d’années), le Permo-carbonifère (il y a 335 à 280 millions d’années) et le Cénozoïque (35 millions d’années à aujourd’hui). Fait important, ils ont constaté qu’il n’y avait pas d’âge de glace ni d’événement de glaciation pendant les périodes où les principales zones de suture se formaient en dehors des tropiques.

« Nous avons constaté que chaque fois qu’il y avait un pic dans la zone de suture sous les tropiques, il y avait un événement glaciaire », explique Jagoutz. « Ainsi, chaque fois que vous obtenez, disons, 10 000 kilomètres de sutures sous les tropiques, vous obtenez un âge de glace. »

Il note qu’une zone de suture majeure, s’étendant sur environ 10 000 kilomètres, est toujours active en Indonésie et est peut-être responsable de la période glaciaire actuelle de la Terre et de l’apparition de vastes inlandsis aux pôles.

Cette zone tropicale comprend certains des plus grands corps ophiolites du monde et est actuellement l’une des régions les plus efficaces au monde pour absorber et séquestrer le dioxyde de carbone.

Une ophiolite est une partie de la croûte océanique de la Terre et du manteau supérieur sous-jacent qui a été soulevée et exposée au-dessus du niveau de la mer et souvent placée sur des roches de la croûte continentale. Ophio signifie grecque serpent et lite (des lithos grecs ) signifie pierre , après les roches de couleur verte qui constituent de nombreuses ophiolites. Leur grande importance est liée à leur présence dans des régions montagneuses telles que les Alpes et l’Himalaya, où ils documentent l’existence d’anciens bassins océaniques.

Adaptation La Terre du Futur

source : https://phys.org/

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Author: Admin

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