“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 193 — #216
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5. Le climat au Précambrien
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La théorie du paléothermostat est particulièrement pratique pour expliquer l’absence de glaciations globales de longue durée au cours de l’Archéen,
quand la constante solaire était 20 à 30 % plus faible qu’à l’actuel. Le climat
plus froid qui résulte de l’apport moindre d’énergie solaire entraînait un ralentissement de la consommation de CO 2 par altération des silicates continentaux
et donc une croissance de la pression de CO 2 dans l’air. Le réchauffement induit continuera jusqu’à ce que l’altération des silicates équilibre à nouveau le
dégazage de la Terre solide. Néanmoins, le CO 2 n’est probablement pas le seul
gaz à effet de serre impliqué, ce qui complique la théorie du paléothermostat.
Le méthane, par exemple, est un gaz moins abondant mais plus efficace que
le CO 2 en termes d’effet de serre. La pression de méthane résulte de l’équilibre
entre son terme de production (méthanogénèse) et son terme de destruction
(oxydation par les radiaux OH). En fait, tout excès de méthane par rapport
à l’équilibre est peu stable et se branche sur le paléothermostat du CO 2 , car
une injection brutale de méthane s’oxyde assez rapidement en CO 2 .
5.3 Les grands événements climatiques
du Précambrien
5.3.1 De 4,5 à 2,4 Ga
En l’absence d’indicateurs présentant la résolution nécessaire, l’histoire climatique du Précambrien est essentiellement reconstruite par la modélisation
numérique.
Il y a 3 à 4 Ga, la constante solaire était 30 % plus faible qu’à l’actuel.
Dans ces conditions, des teneurs en gaz à effet de serre extrêmement élevées
sont requises pour éviter une glaciation globale prolongée, qui n’est pas observée sur les socles rocheux de l’époque et dans les sédiments préservés. Le
NH 3 , proposé initialement, n’est pas un candidat efficace car il est rapidement
détruit par photolyse. Ce n’est pas le cas du CO 2, Au moins 0,3 bar de CO 2
sont requis dans l’atmosphère pour contrecarrer la faible constante solaire
(Pavlov et al., 2000 [25]). Les raisons de l’existence de très hauts niveaux de
CO 2 sont liées à la théorie du paléothermostat impliquant l’altération des silicates continentaux (Walker et al., 1981 [30]). La constante solaire plus faible
force le climat vers des conditions plus froides. Ceci limite la consommation
de CO 2 par l’altération des silicates et permet à la teneur en CO 2 de l’air de
croître jusqu’au moment où le climat devient suffisamment chaud et humide
pour stabiliser l’altération des silicates au point de compenser le dégazage de
la Terre solide, ce qui conduit à équilibrer le cycle exosphérique du carbone.
De plus, comme ce dégazage est suspecté d’avoir été nettement plus intense
dans ce passé lointain, suite à la dissipation de la chaleur interne du globe
terrestre, la teneur en CO 2 de l’air sera fixée à une valeur élevée, nécessaire
pour assurer une forte érosion chimique des silicates.
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5. Le climat au Précambrien
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La théorie du paléothermostat est particulièrement pratique pour expliquer l’absence de glaciations globales de longue durée au cours de l’Archéen,
quand la constante solaire était 20 à 30 % plus faible qu’à l’actuel. Le climat
plus froid qui résulte de l’apport moindre d’énergie solaire entraînait un ralentissement de la consommation de CO 2 par altération des silicates continentaux
et donc une croissance de la pression de CO 2 dans l’air. Le réchauffement induit continuera jusqu’à ce que l’altération des silicates équilibre à nouveau le
dégazage de la Terre solide. Néanmoins, le CO 2 n’est probablement pas le seul
gaz à effet de serre impliqué, ce qui complique la théorie du paléothermostat.
Le méthane, par exemple, est un gaz moins abondant mais plus efficace que
le CO 2 en termes d’effet de serre. La pression de méthane résulte de l’équilibre
entre son terme de production (méthanogénèse) et son terme de destruction
(oxydation par les radiaux OH). En fait, tout excès de méthane par rapport
à l’équilibre est peu stable et se branche sur le paléothermostat du CO 2 , car
une injection brutale de méthane s’oxyde assez rapidement en CO 2 .
5.3 Les grands événements climatiques
du Précambrien
5.3.1 De 4,5 à 2,4 Ga
En l’absence d’indicateurs présentant la résolution nécessaire, l’histoire climatique du Précambrien est essentiellement reconstruite par la modélisation
numérique.
Il y a 3 à 4 Ga, la constante solaire était 30 % plus faible qu’à l’actuel.
Dans ces conditions, des teneurs en gaz à effet de serre extrêmement élevées
sont requises pour éviter une glaciation globale prolongée, qui n’est pas observée sur les socles rocheux de l’époque et dans les sédiments préservés. Le
NH 3 , proposé initialement, n’est pas un candidat efficace car il est rapidement
détruit par photolyse. Ce n’est pas le cas du CO 2, Au moins 0,3 bar de CO 2
sont requis dans l’atmosphère pour contrecarrer la faible constante solaire
(Pavlov et al., 2000 [25]). Les raisons de l’existence de très hauts niveaux de
CO 2 sont liées à la théorie du paléothermostat impliquant l’altération des silicates continentaux (Walker et al., 1981 [30]). La constante solaire plus faible
force le climat vers des conditions plus froides. Ceci limite la consommation
de CO 2 par l’altération des silicates et permet à la teneur en CO 2 de l’air de
croître jusqu’au moment où le climat devient suffisamment chaud et humide
pour stabiliser l’altération des silicates au point de compenser le dégazage de
la Terre solide, ce qui conduit à équilibrer le cycle exosphérique du carbone.
De plus, comme ce dégazage est suspecté d’avoir été nettement plus intense
dans ce passé lointain, suite à la dissipation de la chaleur interne du globe
terrestre, la teneur en CO 2 de l’air sera fixée à une valeur élevée, nécessaire
pour assurer une forte érosion chimique des silicates.