Comparaison des émissions modernes avec les événements antérieurs au niveau de l'extinction


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Par: Kate Wheeling

Les chercheurs constatent qu'une impulsion d'activité volcanique s'étalant sur plusieurs centaines d'années a libéré autant de dioxyde de carbone dans l'atmosphère que les projections d'émissions anthropiques pour le 21e siècle.

Beaucoup des crises d'extinction les plus graves de la Terre ont coïncidé avec certains de ses plus grands événements volcaniques. À la fin du Trias (il y a environ 202 millions d'années), le supercontinent Pangaea se désagrégeait, l'océan Atlantique s'ouvrait et des millions de kilomètres cubes de magma éclataient à travers la croûte terrestre dans une région connue sous le nom de Province magmatique de l'Atlantique central. (CAMP). Des impulsions d’activité volcanique, d’une durée de quelques centaines à quelques milliers d’années, ont libéré d’énormes quantités de gaz à effet de serre du système de plomberie interne de la Terre. L'augmentation du dioxyde de carbone et d'autres gaz volcaniques a contribué au réchauffement climatique et à l'acidification des océans qui ont anéanti plus des trois quarts des espèces sur Terre.

Dans une nouvelle étude, une équipe internationale de chercheurs a cherché à quantifier la quantité de dioxyde de carbone libérée lors de l'événement. Leurs résultats, publiés aujourd'hui dans Communications Nature, montrent qu'une seule impulsion d'activité au cours des éruptions du Trias final a libéré autant de dioxyde de carbone que les humains devraient en émettre au cours du 21e siècle.

Les chercheurs savent depuis un certain temps que la formation de grandes provinces ignées est souvent suivie de changements dramatiques du climat ou d'extinctions massives. Les pièges Deccan en Inde ont probablement contribué à la disparition des dinosaures, par exemple, et les pièges sibériens auraient déclenché l'extinction du Permien final, dans laquelle plus de 90% de la vie sur Terre a été anéantie.

«Le CAMP est l’une des plus grandes provinces ignées du monde», a déclaré Richard Ernst, professeur à l’Université Carleton du Canada et à l’Université d’État de Tomsk en Russie qui n’était pas impliqué dans l’étude. Le volume total de l'éruption enterrerait tous les États-Unis, y compris l'Alaska, sous un kilomètre de magma basaltique, selon Ernst.

"Ces événements sont de plus en plus reconnus pour provoquer des changements environnementaux massifs, et cela est bien documenté par la datation précise qui a démontré qu'ils sont associés dans le temps aux extinctions massives et autres changements climatiques", a déclaré Ernst. "La question se tourne alors de plus en plus vers quel est le mécanisme?"

En tant que puissant gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone est censé entraîner ces changements climatiques, a-t-il déclaré. Mais ce qui est moins clair, c'est la quantité de dioxyde de carbone qui a été libérée et d'où elle provient exactement: est-elle largement dérivée du manteau lui-même, ou est-elle formée lorsque du magma chaud frappe la croûte, faisant cuire les matières organiques trouvées dans les roches sédimentaires? La réponse a des implications en surface et en sous-sol.

Pour le savoir, l'équipe à l'origine de la nouvelle étude a examiné des échantillons de laves basaltiques collectées aux États-Unis, au Canada, au Maroc et au Portugal, des masses continentales désormais éloignées qui ont été séparées par l'émergence de la grande province ignée connue sous le nom de CAMP.

Mais l'estimation des émissions de dioxyde de carbone pour les éruptions anciennes est un défi, selon Manfredo Capriolo, un doctorat. étudiant à l'Université de Padoue en Italie et auteur principal de la nouvelle étude. "Le carbone est un élément volatil", a-t-il déclaré. «Il se dégrade facilement lors de la montée et de l'éruption du magma. De plus, du carbone peut être ajouté aux vieilles roches en raison de l'altération. »

L'équipe a dû faire la distinction entre le carbone magmatique dans leurs échantillons et le carbone qui avait été absorbé dans le cadre du processus d'altération naturelle des dépôts de basalte. Pour ce faire, ils ont recherché des inclusions de fusion dans leurs échantillons – les taches de roche fondue et les gaz piégés dans les cristaux qui se forment lorsque le magma se refroidit.

"Les nouvelles données cruciales étaient celles que nous avons obtenues par analyse de microspectroscopie Raman, qui nous ont permis de détecter des bulles micrométriques contenant du carbone dans les inclusions de fonte, sous la surface de la roche", a déclaré Capriolo.

L'équipe a utilisé la concentration de dioxyde de carbone dans les bulles pour estimer l'abondance totale de dioxyde de carbone dans le magma avant qu'il n'atteigne la surface de 500 à 1 000 parties par million.

La concentration élevée de dioxyde de carbone dans le magma aide à expliquer le style d'éruption pulsée qui a caractérisé le CAMP, selon les auteurs de l'étude. Le dioxyde de carbone peut accélérer la montée du magma à travers les couches de la Terre. (Les éruptions ressemblant à des fontaines à Hawaï, par exemple, sont entraînées par ses basaltes riches en dioxyde de carbone.)

Sur la base du volume total du CAMP, de la concentration de dioxyde de carbone du magma et du rapport des bulles de verre aux gaz dans les inclusions de fusion, l'équipe a estimé la quantité totale de dioxyde de carbone volcanique libérée dans l'atmosphère.

Ils ont découvert qu'une seule impulsion d'activité – l'éruption de 100 000 kilomètres cubes de magma sur environ 500 ans – aurait pu avoir un impact significatif sur le climat du Trias, tout comme nos émissions actuelles remodèlent radicalement notre monde aujourd'hui. L'ensemble de l'événement CAMP aurait libéré environ 100 000 gigatonnes de dioxyde de carbone, suffisamment pour réchauffer le monde de 10 ° C à 15 ° C. En d'autres termes, Ernst a déclaré: "si nous parlons de monter de 2 ° à 3 ° sur cent ans, nous sommes à 20% du chemin vers une extinction de masse."

"Il y a d'innombrables variables qui doivent être prises en compte pour prévoir les futurs scénarios de changement climatique et que nous ne sommes pas en mesure de contraindre pour le monde du Trias final", prévient Capriolo. "Cependant, en tant que géoscientifiques, nous avertissons que les émissions de dioxyde de carbone actuellement en cours sont similaires à celles qui ont conduit à l'extinction massive du Trias."

Pour Ernst, la nouvelle étude souligne l’importance de comprendre le passé profond de la Terre pour prédire comment elle réagira aux changements climatiques futurs. Les climatologues utilisent généralement des modèles climatiques sophistiqués basés sur des décennies de données météorologiques et climatiques historiques pour prédire les changements climatiques futurs. Mais, a-t-il dit, "il y a une multitude de données provenant de la géologie de la Terre, de l'histoire du changement climatique dramatique sur quatre milliards et demi d'années, pour donner un aperçu du changement climatique moderne."

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Cette histoire a été initialement publiée dans le magazine Eos d'AGU et est republié ici dans le cadre de Covering Climate Now, une collaboration journalistique mondiale pour renforcer la couverture de l'histoire du climat.


Image principale reproduite avec l'aimable autorisation de Luke Sharrett / Bloomberg.

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