Et si le réchauffement climatique provenait des taches solaires ?

Bonjour Ocsena,

Effectivemment, la Terre a connu de grandes variations de climats. Cependant, je pense qu’il faille apporter plusieurs nuances, notamment d’un point de vue temporel, d’un point de vue géographique également, mais aussi d’un point de vue humain.

Commençons sientifiquement ! Les variations climatiques de grandes échelles peuvent être dûes à différents facteurs. Comme je l’ai expliqué précédemment, des facteurs astronomiques peuvent entrer en jeu. C’est le cas des cycles de Milankovitch par exemple, la rotation de la Terre autours du Soleil étant loin d’être ronde mais ressemblant plus à une danse folle, non perceptible toutefois à l’oeil humain (temporellement parlant, si vous préférez). C’est aussi le cas des météorites qui viennent s’écraser sur Terre, comme celle SUPPOSEE avoir former le cratère du Chixulub dans la Péninsule du Yucatan au Mexique. C’est une thèse en faveur de l’extinction des dinosaures à la fin du Crétacé (65 millions d’années), où les particules rocheuses seraient rentrées en gravitation autour de la Terre et auraient influencer de manière globale le climat terrestre. Ce point reste toutefois discutable, notamment dans son importance pour le changement climatique (Cf. un de mes postes précédents ainsi que la suite de la discution).

D’autres facteurs encore plus longs permettent d’expliquer les changements climatiques. C’est le cas par exemple de la tectonique des plaques. Les plaques tectoniques bougent lentement au cours des temps géologiques, si bien que des océans se créent ou se ferment. Ainsi, lors des prémices de l’ouverture de l’Atlantique dès la fin du Permien (environ 251 millions d’années), le climat terrestre s’est trouvé complètement changé du fait de la création de lacs et « mers intérieures » (à l’époque, l’Océan Atlantique n’était pas encore un océan en contact avec l’Océan Mondial mais correspondait à un système de rifts grossièrement similaire au Rift Est Africain). Plus tard, au Crétacé, le climat a été particulièrement bouleversé car (1) l’Océan Téthys se fermait doucement et formait les chaînes de montagnes alpines et (2) l’Océan Atlantique était relativement bien ouvert et ressemblait à un « vrai » océan. Plus tard encore, entre 55 et 45 millions d’années, l’Inde est entrée en collision avec l’Eurasie et les courants océaniques et atmosphériques se sont trouvés bouleversés du fait de la fermeture de l’Océan Téthys et de la formation de l’Himalaya. Ces processus de mouvements continentaux affectent le climat de manière lente mais à l’échelle mondiale.

C’est aussi le cas du volcanisme. A la fin du Crétacé, en Inde (région du Deccan), une activité volcanique sans précédent a eu lieu. Les éjectats gazeux ont pû modifier de manière relativement importante le climat terrestre, si bien que les dinosaures auraient pu disparaître en partie à cause de cela. Plus proche de nous dans le temps, l’éruption du Krakatoa (Indonésie) en 1883 a provoqué un changement dans la lumière solaire sur Terre, simplement parce que l’intensité lumineuse était différente en réponse à la diffusion par les gaz éjectés et les particules rocheuses en suspension dans l’atomosphère terrestre. Ce phénomène a été observé à l’oeil humain jusqu’en Europe, où des textes de l’époque relatent des levés et couchés de Soleil différents sur une période plus ou moins longue. Des études similaires, réalisées en temps réel sur l’Etna (Italie), le Pinatubo (Philippine) et autres ont abouti aux mêmes conclusions, en montrant que les éjectats gazeux et rocheux peuvent influencer de manière importante l’intensité de la lumière solaire, et par conséquent le climat terrestre de manière locale ou globale.

De même, la répétition des feux de forêt peuvent avoir des influences particulièrement importante sur le climat, les particules montant plus ou moins haut dans l’atmosphère et voyager sur de plus ou moins longues distances. Nous arrivons donc à une échelle beaucoup plus courte, mais qui, statistiquement, peut être extrêmement longue aussi. Certains scientifiques rapportent des feux de forêt particulièrement long au cours du Carbonifère par exemple, mais si on transcrit cela à l’échelle humaine, la durée d’un incendie durera tout au plus quelques mois. C’est en réalité la répétition qui a été déterminante à cette époque, et qui a pu aussi influencer plus ou moins localement le climat.

Sur une échelle de l’ordre de la centaine ou du millier d’années, nous pouvons aussi citer un autre exemple. Il y a plus de 7000 ans, la Mer Noire était un lac d’eau saumâtre, dans lequel beaucoup de fleuves européens venaient se jeter. Lors de la fonte de la calotte glaciaire, le niveau de la Mer Noire a monté de manière importante afin de rentrer en contact avec l’Océan Mondial via la Méditerranée et la Mer de Marmara. Aussi, la bassin de la Mer Noire a connu un changement drastique de ses conditions environnementales, en réponse à un changement climatique à l’échelle de l’Hémisphère Nord. De manière inverse, il est fort probable qu’il ait aussi connu un changement climatique à l’échelle locale, en réponse à son entrée en domaine marin. Il est cependant difficilement quantifiable en raison de l’intensité du changement environnemental lié à la mise en eau marine.

Un tel phénomène n’est cependant pas rare. Il a eu lieu au Miocène par exemple dans la région méditerranéenne. A cette époque, la Méditerranée connaissait un niveau plus bas qu’actuellement, peut-être de plusieurs centaines de mètres. C’est aussi le cas pour la Mer d’Aral aujourd’hui, où l’exploitation du coton notamment assèche le bassin depuis environ 50 ans, si bien que les lignes de rivage reculent et reculent. Les conditions climatiques à l’échelle du bassin se trouvent ainsi changées et accélèrent le phénomène.

Des écrits romains relatent aussi que le le Nord de l’Afrique (Sahara, Egypte, désert nubien et Maurétanie) correspondaient à l’Antiquité à un environnement de type savane africaine. Si cela n’a pas été le cas partout, c’est cependant une influence du réchauffement climatique.

Et enfin, sur une échelle de l’année, l’analyse des stalactytes montrent que le degré d’ensoileillement peut varier d’une année sur l’autre (ce qui n’est pas une grande découverte en soit, je vous l’accorde, mais qui reste un outil fabuleux et très puissant pour reconstruire le climat sur les derniers millénaires). Couplée à d’autres endroits du monde avec la dendrochronologie ou l’étude des carottes glaciaires, les scientifiques peuvent reconstruire le climat de manière relativement bonne, parfois sur une échelle de la décennie, parfois sur une échelle de l’année.

A ces changements écologiques correspond aussi une évolution des espèces vivantes. Certaines disparaissent, certaines se développent, et d’autres apparaissent. Cependant, l’évolution est très rarement figée mais prends souvent plusieurs centaines de milliers d’années, voire de millions d’années. Cette évolution est dite saltatoire, et elle est bien entendu dû directement à l’environnement, et donc au climat. Ainsi, l’Europe du Nord évoluait au Carbonifère sous un climat tropical voire équatorial, et était recouverte de forêts de type amazonien (avec les espèces de l’époque, bien entendu) ou correspondait à des environnements de type atoll calcaire (similaire par exemple aux Bahamas ou à la Polynésie)

Il est ainsi reconnu six grandes extinctions massives en géologie. En réalité, à chaque fin de période géologique correspond plus ou moins une extinction massive dont l’importance peut varier. C’est ainsi que les paléontologues ont commencé à construire le document de base que chaque géologue utilise aujourd’hui : l’échelle stratigraphique. La famille de cette bestiole A a commencé à vivre à cette époque et a fini de vivre à celle-ci, nous appelerons cela le Cénomanien ; cette bestiole B vivait à cette époque, nous appellerons cela le Lutécien. Etc, etc, etc...

Ces extinctions massives correspondent donc à des périodes bien déterminées et qui ont affecté la Terre de façon « universelle ». La cinquième extinction massive correspond par exemple à la disparition de dinosaures au Crétacé. Elle a été ressentie sur l’ensemble de la Terre et a mis environ 8 millions d’années à se terminer (depuis le début de l’extinction vraie jusqu’à la fin de l’extinction vraie). Cela ne veut pas dire que pendant le règne des dinosaures, des espèces n’aient pas disparu et d’autres apparu, au même titre que pendant la période d’extinction elle-même, des espèces n’aient pas apparu puis disparu.

Vous avez donc raison de faire le parallèle entre les variations climatiques et la disparition des espèces. Mais il faut aussi nuancer un peu ce qui arrive aujourd’hui, sans toutefois en amoindrir les effets.

Aujourd’hui, beaucoup de scientifiques (et je suis un de ceux-ci !) pensent que nous sommes dans la sixième extinction massive. Elle aurait commencé il y a au moins 10 000 ans, peut-être dès l’Holocène, peut-être légèrement avant avec la fin de la fonte de la calotte glaciaire. Cependant, il est bon de noter un point. Si nous pensons que notre époque PEUT ETRE associée à une sixième phase d’extinction massive, c’est aussi parce que nous sommes des observateurs de notre monde et que nous raisonnons - bien malgrès nous - dans et par un système anthropocentiste. Nous comparons donc l’Actuel avec le passé mais mettons aussi cela à notre échelle, sans s’empêcher de pratiquer le catastrophisme et de se plaindre.

L’espèce humaine a donc peut-être du mouron à se faire, certainement même, mais il faut aussi raisonner dans la (dé-)mesure de l’Homme. Si l’Homme s’inquiète aujourd’hui du climat, c’est bien parce qu’il est au centre de ce monde, l’observe et l’exploite. Et c’est surtout parce qu’il a peur pour lui même, et non pour le petit moineau qui volette autours de lui. Cependant, aujourd’hui, nombres d’espèces disparaissent, nombres d’espèces apparaissent, nombres d’espèces subsistent. Comme hier. Et l’Homme ne se porte pas si mal non plus avec une population grandissante... tout en continuant d’exploiter l’environnement et de se comporter comme si le monde était fait pour lui et pour aucune autre espèce.

Pour conclure définitivement... Il est trois choses à dinstinguer à mon sens. (1) Ce que la géologie nous a enseigné jusqu’à maintenant, à la fois sur le climat et sur le reste. (2) Ce que nous pouvons en faire, pour essayer de sortir d’une situation que nous savons bien mauvaise. Dire le contraire est assûrément mentir ! (3) Pourquoi, pour quoi et pour qui agissons-nous ?

Quand cela finira-t-il ? Les questions restent donc ouvertes.

Cordialement, Cédric

PS. : sans trop de rapport. Merci pour le lien du site que vous avez fait suivre, je suis allé surfé un peu dessus et y ait trouvé des choses interessantes. Et décidément je ne suis pas en accord aucun avec ce que le journaliste dit sur l’Affaire Pascal Sevran !

Re-bonjour,

C’est vrai, c’est une hypothèse qui a été émise et qui comptait de très nombreux adeptes jusqu’à la fin des années 90. Des données plus récemment publiées remettent cependant en cause la catastrophe ponctuelle de l’impact météoritique et semblent montrer que le volcanisme aurait pu jouer un grand rôle, en influant de façon particulièrement notable le climat de la fin du Permien.

Le Permien correspond à la fin de l’orogène hercynien marqué par la formation du supercontinent appelé la Pangée. Il est marquée par un épisode majeur de retrait de la mer et la naissance de nombreuses mers intérieures, des conditions de climat aride, la disparition des glaces, des températures plus élevées et à la chute de l’oxygène dans les mers. Les animaux caractéristiques de l’époque correspondent à des reptiles dit mammélés, qui se sont développés et ont dominés au cours du Permien l’ensemble du continent.

Vers 251 millions d’année a lieu la transition entre le Permien et le Trias. Elle est souvent appelée la « Grande Mort » (the « Great Dying » en anglais), terme non moins catastrophiste mais pour une fois assez correspondant, car elle représente la mort d’environ 96% des espèces marines (soit 53 à 57% des familles marines, ou encore 84% des genres vivant en domaine marin) et environ 70% des espèces terrestres. Elle est considérée en réalité comme l’extinction massive la plus importante que la Terre n’ait jamais connue. Seule la transition Dévono-Carbonifère (360 millions d’années) avait jusqu’à présent été relativement importante en terme d’extinction des espèces et d’évolution relative (avec notamment la mise en place des grandes forêts tropicales du Carbonifère). A cette époque, environ 70% des espèces avaient été décimés, apparemment en plusieurs phases successives étalées sur environ 20 millions d’années.

Il reste aujourd’hui acquis que la transition Permo-Trias libère une grande partie des niches écologiques, et ce d’autant plus que l’extinction massive est... massive ! Les archosaures puis les dinosaures vont ainsi pouvoir se développer et vont devenir les vertébrés terrestres dominants. En mer, les espèces dites sessiles vont diminuer drastiquement et le fond des mers va se re-peupler plus doucement, en particulier du fait des conditions anoxiques de l’Océan Mondial de l’époque. On estime d’ailleurs à 100 000 ans la re-colonisation des nouvelles niches écologiques avec des bestioles plus bizarres les unes que les autres.

Si d’un point de vue paléontologique, la transition Permo-Trias reste relativement bien définit, elle reste néanmoins méconnue. Elle a par exemple moins passionné les foules que la bien connue crise K-T (ou transition Cretacé-Tertiaire) et l’extinction relative des dinosaures. Son origine reste également, d’un point de vue scientifique, à éclairer totalement, mais il se peut cependant que ce soit aussi une résultante de plusieurs facteurs, comme cela a été envisagée pour la fin du Crétacé. La première théorie, largement adoptée jusqu’à il y a une dizaine d’années, s’est basée sur l’impact météoritique, mais aucun candidat potentiel n’avait encore été découvert. Il a donc fallu trouver une autre théorie, plus fiable et plus honnête : tectonique des plaques ou volcanisme, ou éventuellement une combinaison de plusieurs facteurs.

Dès 2000, une première études publiée par l’équipe de Ward (Washington University, Seattle, USA) dans le non moins célèbre Science va dans ce sens et remet très fortement en cause l’hypothèse météoritique (ou hypothèse catastrophique ponctuelle). Les couches de fossiles de la fin du Permien sont dites azooïques, c’est à dire qu’elles ne contiennent pas ou très peu de fossiles. C’est notamment le cas du Karoo, en Afrique du Sud, où l’équipe de Ward est allée travailler. L’étude du paléomagnétisme (datation relative des strates) a permis de dresser une séquence d’extinction des amphibiens et reptiles peuplant le Bassin du Karoo. Cette séquence s’étale sur près de 10 millions d’années mais semble toutefois s’accélérer de manière conséquente vers la fin du Permien.

Une autre étude, plus récente, porte sur des roches sédimentaires d’ages similaires mais échantillonées en Asie du Sud-Est et au large l’Australie. Elle y a montré une prolifération de cyanobactéries. Ceci est équivalent à dire que l’eau de mer s’est vue petit à petit raréfiée en oxygène, si ce n’est en profondeur du moins en surface, et sursaturée en soufre. Un retour à des conditions « normales » peut se faire plus ou moins rapidement, mais cela dépend fortement du brassage de l’eau de mer, de l’activité bactérienne et bien entendu du souffre et de l’oxygène contenus dans l’atmosphère et qui restent à dissoudre dans la colonne d’eau.

Les sursaturations en soufre sont la plupart du temps associées à des évènements volcaniques. Pour enregistrer de manière si conséquente un « évènement sulfuré », il faut une activité volcanique de très grande importance. Il a donc fallu ici aussi trouver un candidat potentiel pour un volcanisme de masse au Permien. Les géologues se sont tournés vers les trapps de Sibérie, datés à 252 millions d’années. Ce sont de grands épanchements basaltiques qui s’étendent sur des milliers de km depuis la Mongolie jusqu’à l’Artique, et qui atteignent près de 3 millions de km3. Lors de leur mise en place, la Sibérie se serait alors embrasée en une « coulée basaltique massive », pendant des centaines de milliers d’années.

Ce volcanisme aurait libéré suffisamment de gaz à effets de serre pour modifier de façon assez radicale le climat de la planète et son écosystème. Ward a tenté d’évaluer la quantité de CO2 émise pendant les épanchements, ainsi que celle des autres gaz tels que le soufre. Dans le pire des cas, la température de la Terre aurait augmenté de seulement 5°C. Si les modèles montrent qu’une augmentation de 4°C suffit à tuer une grande partie de la vie sur Terre, ce n’est pas suffisant pour tuer près de 95% des espèces. Il faudrait que la température soit doublée.

Ces deux études ne peuvent donc remettre totalement en cause l’hypothèse catastrophiste ponctuelle. Comme je le soulignais précédemment, nous devons prendre en compte tout les facteurs possibles et imaginables, les tester et ne pas oublier aussi qu’une combinaison de facteur est potentiellement possible.

Ainsi, en 1998, le planétologue Campino (New York University, New York, USA) met au point un nouveau type de calendrier basé sur la danse de la Terre autours du Soleil, en étudiant des roches des Alpes permiennes des Alpes européennes. Il pense en réalité que l’extinction massive à la fin du Permien s’est réalisée sur 8 à 10 000 ans, ce qui est fort compatible avec l’hypothèse de la météorite.

Ceci dit, pour arriver à une valeur aussi catastrophique, il faut envisager une météorite énorme, plus grosse que la plus grosse de toute la montagne - sa racine comprise ! - l’Everest. Un tel impact doit laisser des traces, mais aucune trace n’est connue aujourd’hui. Ca a été le cas par exemple pour l’impact du Chixulub au Mexique, qui aurait tué les dinosaures. Mais comme nous le savons aussi, les dinosaures ont mis 8 millions d’années à s’éteindre et non pas été tué instantanément alors que la métorite mexicaine large de 10 km de diamètre aurait largement suffit. Certains scientifiques avancent que la métorite permienne se serait écrasée en mer, et les traces directes de l’impact auraient été gommées par la subduction de la plaque océanique, les traces secondaires par érosion (telles que des poussières déposées sur l’ensemble du Globe comme le fameux iridium).

Dans les années 1990, le géologue Wignall (Leeds University, UK) découvre une autre séquence d’extinction dans des roches du Groenland, dans un état de conservation sans précédent. Il conclue que l’extinction du Permien s’est effectuée en trois phases, étalée sur 80 000 ans. L’extinction météoritique est donc une fois de plus bancale.

A la même époque, des travaux sur le nitrate de méthane montre que des quantités de carbone de type C12 peuvent être émises lors de la « décomposition » du méthane marin. Or, Wignall a montré que des quantités de C12 était bien trop importantes dans ses roches du Permien Groenlandais. Il faut donc que la méthane marin passe dans l’atmopshère, ce qui est valable si l’eau de mer est plus chaude. Et pour réchauffer l’eau de mer, nous nous sommes tournés vers... le volcanisme permien des trapps de Sibérie !

Il reste toujours à trouver d’autres indices pour corroborer cette thèse composite. Cependant, la thèse de la météorite tombée du ciel semble devoir être aujourd’hui écartée. De mon côté, et comme je l’ai souligné, je pense que ce n’est pas parce que nous n’avons pas d’indice que ce n’est pas TOTALEMENT faux. En particulier, les modèles de changement climatique restent à être affinés et d’autres indices de l’extinction massive de la fin du Permien doivent être trouvés afin d’affirmer ou d’infirmer cette nouvelle hypothèse.

En espérant que ces lignes sont lisibles, Cédric

Bonsoir Talleyrand,

J’ai essayé de faire un état des connaissances sur la Transition Permo-Trias hier, et de montrer son importance sur le changement climatique de l’époque. Cela vaut ce que ça vaut, c’est sûr, mais si je commence à parler de la fin du Permien, je risque de sortir en dehors du sujet de l’article. Ceci dit, j’ai essayé de montrer combien cette crise est difficile à comprendre et que nous n’avons encore aucune clef définitive pour affirmer ou infirmer telle ou telle hypothèse, y compris l’hypothèse de l’impact météoritique. C’est aussi à mon avis un des changement climatique qui est utile de revoir fortement (puisque nous le savons réel) pour comprendre ce que nous SEMBLONS vivre aujourd’hui.

Je répète que pour ma part, je suis assez partisan d’une théorie composite et je n’ai pas rejetté totalement la théorie de l’impact, même si je suis un peu sceptique sur le sujet. Trois arguments majeurs : (1) l’extinction massive Permienne s’est déroulée, selon plusieurs études, sur au moins 10 millions d’années, (2) pas de traces (y compris de poussières) n’ont été découvertes sur Terre à ce jour et (3) comment expliquer l’anoxie relativement importante dans les océans permiens.

Deux contre-arguments maintenant, non pas forcément en faveur de l’impact mais qui peuvent aller en défaveur des autres théories qui réfutent catégoriquement la théorie de l’impact : (1) les roches permiennes sont relativement rares sur Terre, si bien que les traces d’impact peuvent être dissimulées ponctuellement à travers le monde ou même érodées et (2) la transition Permo-Trias est en conséquence relativement rarement enregistrée.

A rajouter également l’observation de Ward qui montre une accélération de l’extinction massive vers la fin du Permien.

Pour être franc, j’ai fait preuve hier d’une petite fermeture d’esprit scientifique, étant loin d’être convaincu par la théorie unique de l’impact. Ainsi, je n’ai pas parlé d’une hypothèse relativement récente qui se base sur la découverte d’un POTENTIEL cratère... simplement parce que je ne suis pas convaincu par les études menées à ce jour. Ce n’est pas très professionnel, je vous l’accorde !

En 1996, le géologue John Gorter a découvert un potentiel candidat lors d’une campagne pétrolière réalisée dans le Bassin de Roebuck, s’étendant à 300 km au Nord-Ouest de l’Australie. Des données morphologiques, de sismique pétrolière et de gravimétrie ont définit que le cratère dit de Bedout (ou Bedout High en anglais) ressemblait à une dépression circulaire d’environ 200 km de large, avec un dome central et une croûte continentale partiellement fondue. Des données minéralogiques prélevées à proximité, ainsi qu’en Antarctique, au Japon et en Chine, vont aussi dans ce sens. Ceci dit, rien d’autre que ces éjectats n’a été découvert ailleurs dans le monde, ce qui semble étrange pour un bolide de cette taille (mais encore une fois, les roches permiennes sont rares du fait de leur age).

Un autre site a été aussi proposé en 1962, il s’agit du Wilkes Land Crater, situé en Antarctique. Ceci dit, son existence reste relativement hypothétique, du moins en temps que cratère météoritique. Dans le cas d’un cratère d’impact, la météorite aurait été jusqu’à 5 fois plus grosse que celle à l’origine du cratère du Chixulub au Yucatan. De nouvelles données, publiées en 2006, ont cependant permis de préciser la taille et la morphologie du cratère et aboutissent à la conclusion d’un cratère d’impact. Il n’y a cependant pas, à ce jour, d’échantillonages directs qui peuvent aller dans ce sens, notamment du fait de l’épaisseur de la calotte du Wilkes Land. D’autres scientifiques ont aussi proposé d’autres origines possibles, telles qu’un volcanisme de point chaud ou potentiellement un mini-trapp.

Si on admet l’hypothèse du cratère, il faut aussi expliquer les taux de soufre relativement importants à la fin du Permien. Des scientifiques ont proposé en 2004 que l’impact a été d’une importance telle que le bolide aurait pu arracher en suffisament grande quantité du soufre mantellique. Très honnêtement, je n’y crois pas du tout ! D’autant plus que les modélisations proposées sont à mon avis assez hazardeuses.

Pour le coup, l’hypothèse volcanique avec l’histoire du méthane océanique reste assez jolie. Mais encore une fois, je ne veux pas complètement rejeter l’hypothèse de l’impact. Cependant, prétendre l’un ou l’autre reste relativement hazardeux, si ce n’est assez scientifiquement malhonnête. Et comme le disait le géologue Luann Berkeley, spécialiste du sujet, il ne faut pas rejeter une hypothèse composite et ne pas raisonner aussi en « faute de mieux ». Je pense effectivement que c’est assez sage.

Et pour en revenir à l’histoire de l’article ci-dessus. Les tâches solaires ne nous dédouannent pas de notre action sur le climat. La Transition Permo-Trias nous montre qu’en matière de changement climatique, il faut franchement prendre les choses avec des pincettes et prendre en compte tous les paramètres connus. Agir de toute autre façon est allé droit dans le mur. Si nous nous interrogeons sur un potentiel réchauffement climatique actuel, alors nous devons aussi nous interroger sur la durée des phénomènes ainsi que la place de l’Homme dans l’histoire (Cf. ma réponse à Ocsena hier).

Bien à vous, Cédric

PS. : je suis géologue et géodynamicien. Ma marotte est l’étude des rifts continentaux, et notamment l’étude des interactions tectonique-sédimentation-climat, ainsi que la propagation des failles et des déformations annexes. Je suis donc ammener à utiliser une grande partie des méthodes de la géologie actuelle, y compris la volcanologie de temps en temps.