“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 134 — #157
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Paléoclimatologie
traduit l’équilibre entre les flux d’émission de CO 2 des systèmes volcaniques
(dorsales océaniques et volcanisme aérien), du degré d’activité magmatique
mantellique (plume) et par décarbonatation au niveau des zones de subduction, et les flux de CO 2 consommés par l’altération des silicates des roches à la
surface de la Terre et de la croûte océanique, par enfouissement de la matière
organique. Les fluctuations de la pCO 2 reflètent l’évolution de l’un de ces flux
(ou des deux). Les émissions de CO 2 sont proportionnelles au taux annuel de
production de croûte océanique. Nous avons vu que la variabilité de ce taux
de production n’excède pas 30 % au cours des 170 derniers millions d’années
(Cogné et Humler, 2006). À ces taux, il convient d’ajouter les émissions de
CO 2 par le volcanisme des plumes mantelliques et par décarbonation dans
les zones de subduction. Des événements magmatiques importants datés du
Crétacé moyen et associés à la mise en place de quelques grandes provinces basaltiques sous-marines, comme le plateau d’Ontong-Java, augmentent le taux
de production de croûte d’environ 25 % (Cogné et Humler, 2006) et environ
d’autant le flux de CO 2 injecté dans le système océan-atmosphère. La contribution des zones de subduction est moins bien contrainte. Actuellement, ce
processus est limité à quelques zones de subduction du Pacifique ou autour
de l’arc indonésien, alors que les principales zones de dépôt se situent dans
l’océan Atlantique et Indien. Dans le passé, la subduction de l’océan Téthysien
a pu émettre un flux de CO 2 significatif.
L’intensité de l’altération chimique est fonction de paramètres climatiques
comme la température de surface et le ruissellement. Par ailleurs, la plupart
des modèles géochimiques considéraient le ruissellement comme une fonction
de la température de surface : plus la température est élevée, plus le ruissellement est fort, et par conséquent, l’altération chimique. L’altération chimique
des silicates agit comme un régulateur climatique. Nous savons maintenant
que cette relation de proportionnalité entre température et ruissellement, basée sur des données actuelles, n’est pas transposable aux périodes passées.
Cela se comprend aisément en analysant le climat au Permien supérieur. L’altération chimique simulée n’est efficace que dans quelques zones bénéficiant
d’un climat tropical et humide. Cette altération chimique faible des silicates
liée au contexte paléogéographique implique une pCO 2 d’équilibre relativement élevée, environ 2 500 ppm, et une température moyenne globale élevée,
environ 21
◦ C (en considérant que le flux de CO 2 émis au niveau des dorsales
est égal au flux actuel). Les données paléoclimatiques confirment le climat
chaud et sec simulée sur une large partie de la Pangée. La paléogéographie du
Trias maintient la Terre dans un contexte climatique relativement inchangé,
dominé par une pCO 2 simulée élevée, autour de 3 000 ppm et une température
moyenne globale simulée élevée (entre 21,5
◦ C et 23
◦ C). Au Jurassique, la
dérive de la Pangée vers le nord et sa dislocation induit une augmentation des
surfaces continentales soumises au climat chaud et humide de la bande équatoriale. Il en résulte une intensification de l’altération chimique des silicates
provoquant ainsi une augmentation de la consommation de CO 2 . La pCO 2
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Paléoclimatologie
traduit l’équilibre entre les flux d’émission de CO 2 des systèmes volcaniques
(dorsales océaniques et volcanisme aérien), du degré d’activité magmatique
mantellique (plume) et par décarbonatation au niveau des zones de subduction, et les flux de CO 2 consommés par l’altération des silicates des roches à la
surface de la Terre et de la croûte océanique, par enfouissement de la matière
organique. Les fluctuations de la pCO 2 reflètent l’évolution de l’un de ces flux
(ou des deux). Les émissions de CO 2 sont proportionnelles au taux annuel de
production de croûte océanique. Nous avons vu que la variabilité de ce taux
de production n’excède pas 30 % au cours des 170 derniers millions d’années
(Cogné et Humler, 2006). À ces taux, il convient d’ajouter les émissions de
CO 2 par le volcanisme des plumes mantelliques et par décarbonation dans
les zones de subduction. Des événements magmatiques importants datés du
Crétacé moyen et associés à la mise en place de quelques grandes provinces basaltiques sous-marines, comme le plateau d’Ontong-Java, augmentent le taux
de production de croûte d’environ 25 % (Cogné et Humler, 2006) et environ
d’autant le flux de CO 2 injecté dans le système océan-atmosphère. La contribution des zones de subduction est moins bien contrainte. Actuellement, ce
processus est limité à quelques zones de subduction du Pacifique ou autour
de l’arc indonésien, alors que les principales zones de dépôt se situent dans
l’océan Atlantique et Indien. Dans le passé, la subduction de l’océan Téthysien
a pu émettre un flux de CO 2 significatif.
L’intensité de l’altération chimique est fonction de paramètres climatiques
comme la température de surface et le ruissellement. Par ailleurs, la plupart
des modèles géochimiques considéraient le ruissellement comme une fonction
de la température de surface : plus la température est élevée, plus le ruissellement est fort, et par conséquent, l’altération chimique. L’altération chimique
des silicates agit comme un régulateur climatique. Nous savons maintenant
que cette relation de proportionnalité entre température et ruissellement, basée sur des données actuelles, n’est pas transposable aux périodes passées.
Cela se comprend aisément en analysant le climat au Permien supérieur. L’altération chimique simulée n’est efficace que dans quelques zones bénéficiant
d’un climat tropical et humide. Cette altération chimique faible des silicates
liée au contexte paléogéographique implique une pCO 2 d’équilibre relativement élevée, environ 2 500 ppm, et une température moyenne globale élevée,
environ 21
◦ C (en considérant que le flux de CO 2 émis au niveau des dorsales
est égal au flux actuel). Les données paléoclimatiques confirment le climat
chaud et sec simulée sur une large partie de la Pangée. La paléogéographie du
Trias maintient la Terre dans un contexte climatique relativement inchangé,
dominé par une pCO 2 simulée élevée, autour de 3 000 ppm et une température
moyenne globale simulée élevée (entre 21,5
◦ C et 23
◦ C). Au Jurassique, la
dérive de la Pangée vers le nord et sa dislocation induit une augmentation des
surfaces continentales soumises au climat chaud et humide de la bande équatoriale. Il en résulte une intensification de l’altération chimique des silicates
provoquant ainsi une augmentation de la consommation de CO 2 . La pCO 2