“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 188 — #211
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Paléoclimatologie
les océans actuels. Il en résulte une colonne d’eau moins épaisse au-dessus des
dorsales océaniques avant 800 Ma, ce qui implique une réduction de la pression hydrostatique dans les systèmes hydrothermaux. Cette baisse de pression
a pu limiter la pénétration de l’eau de mer à grande profondeur dans les dorsales, réduisant ainsi le gain en
18 O de l’eau de mer par l’altération à haute
température de la croûte océanique (T > 350
◦ C). Cette réduction du flux à
haute température entraîne le déséquilibre du cycle de l’
18 O dans le système
océan-atmosphère, et sa stabilisation à des valeurs plus basses que l’actuel. Si
ce scénario s’avère exact, la température de l’eau telle que déduite des données δ
18 O sur cherts pourrait être nettement plus basse. Kasting et Howard
(Kasting et Howard, 2006 [15]) plaident en faveur de climats fini-archéens et
protérozoïques « modérés ».
Un élément supplémentaire a été ajouté à ce débat par Robert et Chaussidon (Robert et Chaussidon, 2006 [28]) qui ont mesuré la composition isotopique du silicium (δ
30 Si) de cherts précambriens, nettement moins sensible à
la diagenèse que le δ
18 O. Traduites en termes de température (ce qui nécessite
l’utilisation d’un modèle du cycle du silicium et donc des hypothèses supplémentaires), ces données suggèrent des températures de l’ordre de 70
◦ C il y
a 3 Ga, et de 20
◦ C il y a 800 millions d’années, confirmant les températures
très élevées dans le passé lointain.
Reste un problème potentiellement majeur : les conditions de formation
des cherts précambriens sont inconnues. Néanmoins, ces résultats montrant
un refroidissement progressif de l’eau de mer depuis des valeurs très élevées
semblent avoir été confirmés récemment par une méthode totalement indépendante, basée sur la résurrection de protéines d’organismes unicellulaires
archéens à l’aide de méthodes d’analyses phylogénétiques et statistiques (Gaucher et al., 2008 [8]).
Enfin, indépendamment de tout débat autour de la température de la surface terrestre à l’Archéen/Protérozoïque, les δ
18 O des cherts montrent une
augmentation importante à la fin de l’Archéen, entre 2,7 et 2,5 Ga (environ 10 %%), suggérant un refroidissement rapide des océans d’environ 20
◦ C
(Fig. 5.2).
5.2 La théorie du paléothermostat
En 1981, Walker, Hays et Kasting publient un article fondateur exposant les raisons pour lesquelles le climat est resté relativement stable (dans
une gamme de températures permettant à l’eau de rester à l’état liquide)
à l’échelle du million au milliard d’années (Walker et al., 1981 [30]). Cette
étude était menée en vue de résoudre le paradoxe du Soleil jeune ou Soleil
pâle. Les modèles d’évolution stellaire prédisent l’évolution de la constante
solaire au cours de l’histoire de la Terre et permettent de calculer qu’au cours
de l’Archéen, celle-ci aurait été 20 à 30 % plus faible qu’aujourd’hui. Dans ces
conditions, la Terre aurait dû être totalement englacée, ce que contredisent
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Paléoclimatologie
les océans actuels. Il en résulte une colonne d’eau moins épaisse au-dessus des
dorsales océaniques avant 800 Ma, ce qui implique une réduction de la pression hydrostatique dans les systèmes hydrothermaux. Cette baisse de pression
a pu limiter la pénétration de l’eau de mer à grande profondeur dans les dorsales, réduisant ainsi le gain en
18 O de l’eau de mer par l’altération à haute
température de la croûte océanique (T > 350
◦ C). Cette réduction du flux à
haute température entraîne le déséquilibre du cycle de l’
18 O dans le système
océan-atmosphère, et sa stabilisation à des valeurs plus basses que l’actuel. Si
ce scénario s’avère exact, la température de l’eau telle que déduite des données δ
18 O sur cherts pourrait être nettement plus basse. Kasting et Howard
(Kasting et Howard, 2006 [15]) plaident en faveur de climats fini-archéens et
protérozoïques « modérés ».
Un élément supplémentaire a été ajouté à ce débat par Robert et Chaussidon (Robert et Chaussidon, 2006 [28]) qui ont mesuré la composition isotopique du silicium (δ
30 Si) de cherts précambriens, nettement moins sensible à
la diagenèse que le δ
18 O. Traduites en termes de température (ce qui nécessite
l’utilisation d’un modèle du cycle du silicium et donc des hypothèses supplémentaires), ces données suggèrent des températures de l’ordre de 70
◦ C il y
a 3 Ga, et de 20
◦ C il y a 800 millions d’années, confirmant les températures
très élevées dans le passé lointain.
Reste un problème potentiellement majeur : les conditions de formation
des cherts précambriens sont inconnues. Néanmoins, ces résultats montrant
un refroidissement progressif de l’eau de mer depuis des valeurs très élevées
semblent avoir été confirmés récemment par une méthode totalement indépendante, basée sur la résurrection de protéines d’organismes unicellulaires
archéens à l’aide de méthodes d’analyses phylogénétiques et statistiques (Gaucher et al., 2008 [8]).
Enfin, indépendamment de tout débat autour de la température de la surface terrestre à l’Archéen/Protérozoïque, les δ
18 O des cherts montrent une
augmentation importante à la fin de l’Archéen, entre 2,7 et 2,5 Ga (environ 10 %%), suggérant un refroidissement rapide des océans d’environ 20
◦ C
(Fig. 5.2).
5.2 La théorie du paléothermostat
En 1981, Walker, Hays et Kasting publient un article fondateur exposant les raisons pour lesquelles le climat est resté relativement stable (dans
une gamme de températures permettant à l’eau de rester à l’état liquide)
à l’échelle du million au milliard d’années (Walker et al., 1981 [30]). Cette
étude était menée en vue de résoudre le paradoxe du Soleil jeune ou Soleil
pâle. Les modèles d’évolution stellaire prédisent l’évolution de la constante
solaire au cours de l’histoire de la Terre et permettent de calculer qu’au cours
de l’Archéen, celle-ci aurait été 20 à 30 % plus faible qu’aujourd’hui. Dans ces
conditions, la Terre aurait dû être totalement englacée, ce que contredisent