Il y a environ 304 millions d’années, un réchauffement rapide a bouleversé une Terre pourtant installée dans une longue période glaciaire.
À cette époque, de vastes calottes de glace occupaient une partie de l’hémisphère Sud. Le climat n’était toutefois pas complètement stable. Les archives géologiques montrent des alternances entre phases plus froides et périodes plus chaudes, liées notamment aux variations du dioxyde de carbone atmosphérique.
L’épisode étudié se distingue par sa rapidité à l’échelle géologique. Des travaux antérieurs ont estimé que la concentration de CO₂ était passée d’environ 350 à 700 parties par million. Cette hausse se serait produite sur environ 300 000 ans, après une phase de glaciation marquée.
Le changement apparaît aussi dans les anciennes températures océaniques. Des coquilles fossilisées indiquent que les eaux de surface sont passées d’environ 25 °C à 29 °C. Cette hausse de 4 °C accompagne un recul des glaces continentales et une montée du niveau marin.
Pour comprendre l’intérêt de cet épisode, il faut regarder les réactions qui suivent ce réchauffement. Une hausse de température peut modifier les océans, les glaces et le cycle du carbone. Ces changements peuvent ensuite renforcer le réchauffement, au lieu de simplement l’accompagner.
La nouvelle étude publiée dans PNAS examine cet ancien épisode comme un possible franchissement de seuil climatique. Dans ce type de situation, une perturbation relativement limitée peut entraîner des changements bien plus importants. Le système climatique ne répond alors plus de façon strictement proportionnelle à la cause de départ.
Les océans ont également subi une forte perte d’oxygène. Les estimations issues de travaux précédents indiquent qu’environ 20 % des fonds marins auraient alors connu des conditions sans oxygène. Cette évolution coïncide avec une baisse de la biodiversité marine enregistrée dans les roches de cette période.
Autrement dit, ce réchauffement ancien ne correspond pas seulement à quelques degrés supplémentaires. Il montre comment plusieurs mécanismes peuvent agir ensemble : hausse du CO₂, recul des glaces, réchauffement des eaux et diminution de leur oxygénation. L’ensemble peut amplifier une perturbation climatique initiale sur une durée relativement courte.
Cette période ancienne ne reproduit pas le monde actuel, dont les continents, les océans et les écosystèmes sont différents. Elle offre néanmoins un cas réel permettant d’étudier la réaction d’une planète glaciaire à une hausse rapide du carbone. Les chercheurs peuvent désormais préciser quels mécanismes ont déclenché l’amplification observée et jusqu’où elle a modifié le climat.
