“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 222 — #245
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Paléoclimatologie
d’années) a été publiée par Veizer et al. (1999) [28]. Ce signal a été abondamment utilisé pour contraindre l’importance de la consommation de CO 2 par
altération des silicates continentaux au cours du Cénozoïque, particulièrement
en réponse à l’orogenèse himalayenne (Raymo, 1991 [23]). Deux principaux
types d’apports de Sr à l’océan sont identifiés : un flux d’échange au niveau
des dorsales océaniques, qui n’affecte pas la concentration en Sr de l’eau mais
modifie son rapport isotopique. L’eau pénètre les dorsales océaniques avec un
rapport
87 Sr/
86 Sr de 0,709 aujourd’hui et en ressort après contact avec des
roches d’origine mantellique avec la valeur caractéristique de 0,703. Ce processus tend donc à réduire le rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer et le rapprocher
de la valeur mantellique. À l’inverse, le rapport isotopique des rivières, hérité
de l’altération des roches continentales est aujourd’hui égal à 0,711 9. Une
certaine corrélation existe entre les périodes de valeurs élevées du rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer et les épisodes de glaciations. Elle a été interprétée
comme la trace d’une altération plus importante en mode climatique froid, en
réponse à l’intensification de l’érosion physique, elle-même favorisant l’altération chimique. Le signal est particulièrement clair pour les 40 derniers millions
d’années, et l’augmentation rapide du rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer a été
interprétée comme la signature de l’accroissement de l’altération continentale
dans l’Himalaya en pleine surrection. Corrélativement, on suggère que cette
augmentation du rapport
87 Sr/
86 Sr est accompagnée d’une diminution de la
teneur en CO 2 de l’atmosphère. Dans ce modèle, c’est l’Himalaya qui devient
responsable du refroidissement du Cénozoïque.
Cette hypothèse a été abondamment développée. On la retrouve encore
dans la littérature plus récente, qui lie orogène à refroidissement global du
climat en réponse à l’intensification de l’altération. Néanmoins, cette hypothèse, présentée sous une forme aussi simpliste, est contraire à la théorie du
paléothermostat. En effet, l’altération devient fonction du climat dans une
boucle de rétroaction positive. Plus il fait froid, plus l’érosion augmente, forçant la consommation de CO 2 par altération à augmenter, elle-même forçant
le refroidissement à s’accentuer. L’altération des silicates et le dégazage volcanique se découplent, et le contenu en carbone de l’océan et de l’atmosphère
est consommé en moins de quelques millions d’années (Goddéris et François,
1996 [15]), ce qui mènerait à des catastrophes climatiques non enregistrées
au cours du Tertiaire. Il faut toutefois souligner que les orogènes peuvent
pomper du CO 2 en respectant le paléothermostat. Les conséquences de la
surrection d’une chaîne de montagnes sont beaucoup plus complexes que la
simple surrection avec accroissement de l’altération. Nous verrons plus loin
qu’elles entraînent un ensemble de phénomènes géologiques qui finalement
permettent d’associer orogenèse et refroidissement.
Par ailleurs, l’évolution du rapport isotopique
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer
ne peut pas s’interpréter uniquement en termes de changement dans l’importance relative des flux mantelliques ou continentaux. Le rapport isotopique des
roches source de l’altération peut également avoir changé au cours du temps,
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Paléoclimatologie
d’années) a été publiée par Veizer et al. (1999) [28]. Ce signal a été abondamment utilisé pour contraindre l’importance de la consommation de CO 2 par
altération des silicates continentaux au cours du Cénozoïque, particulièrement
en réponse à l’orogenèse himalayenne (Raymo, 1991 [23]). Deux principaux
types d’apports de Sr à l’océan sont identifiés : un flux d’échange au niveau
des dorsales océaniques, qui n’affecte pas la concentration en Sr de l’eau mais
modifie son rapport isotopique. L’eau pénètre les dorsales océaniques avec un
rapport
87 Sr/
86 Sr de 0,709 aujourd’hui et en ressort après contact avec des
roches d’origine mantellique avec la valeur caractéristique de 0,703. Ce processus tend donc à réduire le rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer et le rapprocher
de la valeur mantellique. À l’inverse, le rapport isotopique des rivières, hérité
de l’altération des roches continentales est aujourd’hui égal à 0,711 9. Une
certaine corrélation existe entre les périodes de valeurs élevées du rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer et les épisodes de glaciations. Elle a été interprétée
comme la trace d’une altération plus importante en mode climatique froid, en
réponse à l’intensification de l’érosion physique, elle-même favorisant l’altération chimique. Le signal est particulièrement clair pour les 40 derniers millions
d’années, et l’augmentation rapide du rapport
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer a été
interprétée comme la signature de l’accroissement de l’altération continentale
dans l’Himalaya en pleine surrection. Corrélativement, on suggère que cette
augmentation du rapport
87 Sr/
86 Sr est accompagnée d’une diminution de la
teneur en CO 2 de l’atmosphère. Dans ce modèle, c’est l’Himalaya qui devient
responsable du refroidissement du Cénozoïque.
Cette hypothèse a été abondamment développée. On la retrouve encore
dans la littérature plus récente, qui lie orogène à refroidissement global du
climat en réponse à l’intensification de l’altération. Néanmoins, cette hypothèse, présentée sous une forme aussi simpliste, est contraire à la théorie du
paléothermostat. En effet, l’altération devient fonction du climat dans une
boucle de rétroaction positive. Plus il fait froid, plus l’érosion augmente, forçant la consommation de CO 2 par altération à augmenter, elle-même forçant
le refroidissement à s’accentuer. L’altération des silicates et le dégazage volcanique se découplent, et le contenu en carbone de l’océan et de l’atmosphère
est consommé en moins de quelques millions d’années (Goddéris et François,
1996 [15]), ce qui mènerait à des catastrophes climatiques non enregistrées
au cours du Tertiaire. Il faut toutefois souligner que les orogènes peuvent
pomper du CO 2 en respectant le paléothermostat. Les conséquences de la
surrection d’une chaîne de montagnes sont beaucoup plus complexes que la
simple surrection avec accroissement de l’altération. Nous verrons plus loin
qu’elles entraînent un ensemble de phénomènes géologiques qui finalement
permettent d’associer orogenèse et refroidissement.
Par ailleurs, l’évolution du rapport isotopique
87 Sr/
86 Sr de l’eau de mer
ne peut pas s’interpréter uniquement en termes de changement dans l’importance relative des flux mantelliques ou continentaux. Le rapport isotopique des
roches source de l’altération peut également avoir changé au cours du temps,