“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 199 — #222
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5. Le climat au Précambrien
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totalement atypique pour les glaciations « boule de neige ». Alors que cet
histogramme montre un pic aux hautes latitudes pour toutes les glaciations
phanérozoïques, ce pic est déplacé sur les basses latitudes pour les glaciations
« boule de neige » (Evans, 2000 [6]). 2) Les dépôts glaciaires sont directement surmontés de dépôts de carbonates atypiques (cap carbonates), sans
discontinuité, suggérant une transition extraordinairement rapide à l’échelle
géologique entre un climat très froid et un climat très chaud (Hoffman et al.,
1998 [13]). Si la Terre a été couverte de glace, l’arrêt quasi total du cycle hydrologique a permis l’accumulation de CO 2 atmosphérique, suite au dégazage
volcanique. Lorsque plus de 0,29 bar de CO 2 se sont accumulés dans l’atmosphère (Pierrehumbert, 2004 [26]), l’effet de serre devient tellement intense
que la déglaciation est brutalement initiée. Un climat caractérisé par un super
effet de serre succède au climat très froid. L’altération continentale redémarre
et atteint rapidement un niveau important. L’arrivée massive d’alcalinité dans
l’océan sursature celui-ci par rapport aux carbonates, ce qui explique la présence des dépôts de carbonates directement sur les dépôts glaciaires. 3) La
réapparition des formations de fer rubanées (BIF) pendant et juste après la
glaciation, alors que ceux-ci avait disparu au cours du Protérozoïque, aux environs de 1,8 Ga. Ce retour des BIF est compatible qualitativement avec la
mise en place d’une banquise sur l’ensemble des océans, réduisant fortement
le mélange vertical de l’océan et favorisant le développement de conditions
anoxiques dans l’océan profond. Le Fe
2+ émis au niveau des dorsales peut
donc être transporté par les upwellings jusque dans l’océan de surface, où il
précipite sous forme de BIF au contact de l’oxygène. 4) La présence d’un pic
d’iridium dans les cap carbonates basaux suggère l’accumulation d’iridium
(porté par les matières cosmiques tombant sur le sol) sur une banquise pendant 3 à 12 millions d’années et son inclusion dans les sédiments au moment
de la débâcle glaciaire (Bodiselitsch et al., 2005 [1]). C’est, à ce jour, l’une des
meilleures estimations de la durée d’une glaciation « boule de neige ». 5) Le
rapport isotopique δ
13 C des cap carbonates est bien documenté surtout pour
la glaciation « boule de neige » la plus récente (Fig. 5.8). Il est particulièrement bas, aux alentours de −3 %% en sortie de glaciation, pour atteindre des
valeurs très basses au sommet des cap carbonates (−5%%) (Halverson et al.,
2005).
Dès 1998, Hoffman et al. [13] ont interprété cette valeur basse comme la
marque d’un faible enfouissement de carbone organique, lui-même indicateur
d’une productivité biologique considérablement ralentie dans les océans. En
prenant le fractionnement isotopique du carbone au cours de la photosynthèse
à −20 %%, la proportion de carbone enfoui sous forme de carbone organique
par rapport à la sédimentation carbonée totale passe de 10 % à la base des
cap carbonates à 0 % au sommet (chiffre à comparer à 25 % aujourd’hui). Ces
faibles valeurs suggèrent une biosphère océanique très affectée par l’épisode
glaciaire, ce qui est indicatif de son ampleur. Néanmoins, de nombreuses incertitudes restent encore concernant l’interprétation des cap carbonates. Elles
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5. Le climat au Précambrien
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totalement atypique pour les glaciations « boule de neige ». Alors que cet
histogramme montre un pic aux hautes latitudes pour toutes les glaciations
phanérozoïques, ce pic est déplacé sur les basses latitudes pour les glaciations
« boule de neige » (Evans, 2000 [6]). 2) Les dépôts glaciaires sont directement surmontés de dépôts de carbonates atypiques (cap carbonates), sans
discontinuité, suggérant une transition extraordinairement rapide à l’échelle
géologique entre un climat très froid et un climat très chaud (Hoffman et al.,
1998 [13]). Si la Terre a été couverte de glace, l’arrêt quasi total du cycle hydrologique a permis l’accumulation de CO 2 atmosphérique, suite au dégazage
volcanique. Lorsque plus de 0,29 bar de CO 2 se sont accumulés dans l’atmosphère (Pierrehumbert, 2004 [26]), l’effet de serre devient tellement intense
que la déglaciation est brutalement initiée. Un climat caractérisé par un super
effet de serre succède au climat très froid. L’altération continentale redémarre
et atteint rapidement un niveau important. L’arrivée massive d’alcalinité dans
l’océan sursature celui-ci par rapport aux carbonates, ce qui explique la présence des dépôts de carbonates directement sur les dépôts glaciaires. 3) La
réapparition des formations de fer rubanées (BIF) pendant et juste après la
glaciation, alors que ceux-ci avait disparu au cours du Protérozoïque, aux environs de 1,8 Ga. Ce retour des BIF est compatible qualitativement avec la
mise en place d’une banquise sur l’ensemble des océans, réduisant fortement
le mélange vertical de l’océan et favorisant le développement de conditions
anoxiques dans l’océan profond. Le Fe
2+ émis au niveau des dorsales peut
donc être transporté par les upwellings jusque dans l’océan de surface, où il
précipite sous forme de BIF au contact de l’oxygène. 4) La présence d’un pic
d’iridium dans les cap carbonates basaux suggère l’accumulation d’iridium
(porté par les matières cosmiques tombant sur le sol) sur une banquise pendant 3 à 12 millions d’années et son inclusion dans les sédiments au moment
de la débâcle glaciaire (Bodiselitsch et al., 2005 [1]). C’est, à ce jour, l’une des
meilleures estimations de la durée d’une glaciation « boule de neige ». 5) Le
rapport isotopique δ
13 C des cap carbonates est bien documenté surtout pour
la glaciation « boule de neige » la plus récente (Fig. 5.8). Il est particulièrement bas, aux alentours de −3 %% en sortie de glaciation, pour atteindre des
valeurs très basses au sommet des cap carbonates (−5%%) (Halverson et al.,
2005).
Dès 1998, Hoffman et al. [13] ont interprété cette valeur basse comme la
marque d’un faible enfouissement de carbone organique, lui-même indicateur
d’une productivité biologique considérablement ralentie dans les océans. En
prenant le fractionnement isotopique du carbone au cours de la photosynthèse
à −20 %%, la proportion de carbone enfoui sous forme de carbone organique
par rapport à la sédimentation carbonée totale passe de 10 % à la base des
cap carbonates à 0 % au sommet (chiffre à comparer à 25 % aujourd’hui). Ces
faibles valeurs suggèrent une biosphère océanique très affectée par l’épisode
glaciaire, ce qui est indicatif de son ampleur. Néanmoins, de nombreuses incertitudes restent encore concernant l’interprétation des cap carbonates. Elles