Une nouvelle étude réalisée par des scientifiques de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences propose une nouvelle explication fascinante de l’un des plus grands mystères climatiques de la Terre : comment notre planète est restée enfermée dans un gel profond pendant 56 millions d’années pendant l’ancienne glaciation sturtienne. Pour mettre cela en perspective, les humains modernes n’existent que depuis environ 300 000 ans. Les dinosaures n’apparaîtraient que 400 millions d’années après cet événement.
La glaciation sturtienne s’est déroulée pendant la période cryogénienne, il y a environ 717 à 660 millions d’années, à une époque où la Terre ressemblait peut-être à une boule de neige géante gelée dérivant dans l’espace. Et même si, techniquement, nous vivons encore aujourd’hui dans une « ère glaciaire » – définie scientifiquement comme toute longue période de calottes polaires permanentes – le monde pendant la glaciation sturtienne était quelque chose de complètement différent. La glace s’est peut-être étendue des pôles jusqu’à l’équateur, recouvrant les océans et les continents dans ce que les scientifiques appellent une « Terre boule de neige ».
La recherche est publiée dans les Actes de l’Académie nationale des sciences et dirigée par l’étudiante diplômée Charlotte Minsky. La recherche a été conseillée par le co-auteur Robin Wordsworth, professeur Gordon McKay de sciences et d’ingénierie de l’environnement et professeur de sciences de la Terre et des planètes, ainsi que par David T. Johnston et Andrew H. Knoll. Minsky est actuellement doctorant sur l’évolution du climat planétaire dans le groupe de Robin Wordsworth à Harvard.
Cet âge de la période géologique de la Terre a soulevé des questions sur la manière dont la vie a pu continuer à survivre pendant cette période et pourquoi elle a duré plus longtemps que ne le prédisaient les modèles climatiques standards. Les chercheurs de l’Université Harvard affirment que la Terre n’était peut-être pas dans un état constant de « Terre boule de neige », mais qu’elle avait plutôt traversé des périodes de fluctuation entre des états recouverts de glace et des états sans glace.
L’équipe de recherche a utilisé un modèle couplé du climat ancien et du cycle mondial du carbone. Le cycle du carbone décrit le processus par lequel les atomes de carbone voyagent continuellement de l’atmosphère à la Terre puis retournent dans l’atmosphère, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration. La Terre et son atmosphère forment un environnement fermé ; la quantité de carbone dans ce système ne change pas. L’endroit où le carbone se trouve dans l’atmosphère ou sur Terre est en constante évolution.
Le carbone est le fondement de toute vie sur Terre, nécessaire à la formation de molécules complexes comme les protéines et l’ADN. Cet élément se retrouve également dans notre atmosphère sous forme de dioxyde de carbone (CO2). Le carbone aide à réguler la température de la Terre, rend toute vie possible, est un ingrédient clé de l’alimentation qui nous nourrit et constitue une source majeure d’énergie pour alimenter notre économie mondiale.
Minsky et l’équipe de recherche expliquent que des éruptions volcaniques se sont produites juste avant la glaciation sturtienne dans la région volcanique de la grande province ignée de Franklin (FLIP), dans le nord du Canada. L’altération intense du basalte provoquée par les éruptions a suffisamment réduit le dioxyde de carbone atmosphérique pour déclencher de multiples glaciations mondiales. Ce début glaciaire avec l’un des plus grands épisodes magmatiques de l’histoire géologique, la grande province ignée de Franklin. Le FLIP est une province volcanique néoprotérozoïque massive qui couvre plus de 420 000 miles carrés (1,1 million de km²).
Ce que l’équipe suggère, c’est qu’il y a eu des périodes de réchauffement et de refroidissement pendant cette période, et qu’il ne s’agissait pas simplement d’une période glaciaire continue. Le dioxyde de carbone libéré dans l’atmosphère par les éruptions volcaniques a provoqué un réchauffement du climat. Cela ferait fondre la glace et le basalte serait à nouveau exposé, ce qui éliminerait le dioxyde de carbone de l’atmosphère et provoquerait à nouveau le refroidissement de la planète. Ce cycle répétitif de gel et de dégel provoqué par le dioxyde de carbone pourrait naturellement maintenir les cycles de gel et de dégel sur des dizaines de millions d’années. En bref, l’altération du basalte dans la province ignée de Franklin aurait amené la Terre à entrer dans un régime de cycle limite, alternant entre des états boule de neige et des états de serre chaude au cours de cette période.
Cela peut surprendre certains, mais les roches, en particulier le calcaire et le basalte, peuvent extraire le carbone de l’atmosphère et lutter contre le réchauffement climatique. En fait, c’est pourquoi Sunrock Industries et Lithos Carbon de Caroline du Nord se sont associés pour un projet d’élimination du carbone afin de lutter contre le réchauffement climatique.
Le partenariat appelle le programme « technologie améliorée d’altération des roches » et il implique la recherche d’une nouvelle utilisation pour la poussière de roche de la mine de basalte Butner de Sunrock Industries. Jusqu’à présent, la poussière était considérée comme un déchet et était rejetée près de la mine jusqu’à ce que le tas atteigne environ 120 pieds de haut. La poussière est désormais enlevée et répandue dans les fermes.
« Ce qui rend ce partenariat particulièrement intéressant, c’est que nous transformons ce qui était autrefois considéré comme un excédent de matériaux de carrière en un puissant outil d’action climatique », a déclaré Culpepper. « Les premiers camions de Butner les fines roches ont commencé à être livrées aux propriétés locales à la fin octobre 2022déclenchant immédiatement l’élimination du dioxyde de carbone. Avec la demande croissante d’élimination permanente du carbone, nous considérons cela comme une nouvelle utilisation évolutive de notre basalte de haute qualité », a écrit Alex Culpepper, vice-président du développement commercial de Sunrock Industries, dans un communiqué. communiqué de presse.
La fine roche de basalte contient des minéraux qui éliminent le dioxyde de carbone présent dans l’air et est réparties sur les terres agricoles. Les particules de roche interagissent avec l’humidité et le carbone atmosphérique pour déclencher l’altération des minéraux. Il s’agit d’une version accélérée d’un processus naturel que la Terre utilise depuis des milliards d’années pour gérer les niveaux de carbone, selon le communiqué de presse.
Cette étude de Harvard résout plusieurs paradoxes de longue date, le plus important étant d’expliquer pourquoi cette période a duré si longtemps. L’étude a également expliqué les modèles sédimentaires de cette période et expliqué comment les niveaux d’oxygène atmosphérique auraient pu rester stables malgré des bouleversements climatiques extrêmes. Ceci est important car cela explique comment la vie a survécu pendant cette période de l’histoire de la Terre. Ce scénario résout le problème de durée, est admissible compte tenu des modèles de sédimentation actuellement observés et prédit la stabilité de l’oxygène syn-sturtien, selon la recherche.
