Pendant la majeure partie de l’histoire de la Terre, les volcans n’ont pas été la principale force déterminant les niveaux de gaz à effet de serre de notre planète. Une nouvelle étude révèle que les arcs volcaniques – les chaînes de pics en éruption comme ceux du Japon – ne sont devenus des sources dominantes d’émissions de carbone qu’au cours des 100 derniers millions d’années, vers la fin de l’ère des dinosaures. Cette découverte modifie fondamentalement notre compréhension de la régulation climatique à long terme de la Terre.
Le rôle du phytoplancton dans le cycle du carbone
La clé de ce changement réside dans l’évolution d’organismes microscopiques : le phytoplancton aux écailles de carbonate de calcium. Ces créatures sont apparues pour la première fois il y a environ 150 millions d’années et leur impact sur le cycle du carbone est immense. Lorsqu’ils meurent, leurs coquilles s’accumulent au fond de l’océan, formant de vastes dépôts de carbonate de calcium.
Au fil des échelles de temps géologiques, les plaques tectoniques se subductent (glissent les unes sous les autres), recyclant ces sédiments riches en carbone dans le manteau terrestre. Une partie de ce carbone est ensuite libérée lors des éruptions d’arcs volcaniques. Mais avant que ce phytoplancton n’existe, les émissions volcaniques étaient nettement inférieures car il y avait moins de carbone disponible dans les plaques subductrices.
Du Rifting aux Arcs : une source d’émission changeante
Pendant des milliards d’années, le mécanisme dominant de libération du carbone n’était pas du tout les arcs volcaniques. Au lieu de cela, il s’agissait d’un rifting – la déchirure des continents, comme le rift est-africain, et la formation d’une nouvelle croûte au niveau des dorsales médio-océaniques.
Le rifting « ouvre » essentiellement l’intérieur en fusion, permettant au carbone de s’échapper directement dans l’atmosphère. La quantité libérée dépendait de la longueur et de la vitesse du rifting, mais les émissions sont restées relativement stables jusqu’à ce que le phytoplancton modifie l’équation.
Émissions modernes : une augmentation des deux tiers
Aujourd’hui, les arcs volcaniques émettent deux tiers de carbone de plus qu’il y a 150 millions d’années, grâce à l’immense réservoir du fond marin créé par ces coquilles de carbonate de calcium. Bien que cette augmentation soit substantielle, elle reste inférieure à la quantité de carbone phytoplancton emprisonné sur le fond marin ou subducté à l’intérieur de la Terre.
Pourquoi c’est important
Comprendre cette chronologie est essentiel car elle clarifie l’évolution du système climatique terrestre. Le passage du rifting aux arcs volcaniques comme principale source d’émission montre que les processus biologiques (l’évolution du phytoplancton) peuvent fondamentalement modifier les cycles géologiques à l’échelle planétaire. Cela soulève également des questions sur la manière dont les futurs changements biologiques pourraient affecter les émissions de carbone et la stabilité climatique.
La recherche, dirigée par Ben Mather de l’Université de Melbourne, souligne l’importance d’une modélisation détaillée pour comprendre l’histoire climatique à long terme de la Terre. Comme le note Alan Collins de l’Université d’Adélaïde, la composition changeante des sédiments océaniques – provoquée par l’évolution des créatures – a eu de profondes conséquences sur le cycle du carbone planétaire.
En conclusion, l’influence de l’activité volcanique sur le climat n’est pas constante ; c’est un processus dynamique façonné par l’évolution biologique et la tectonique des plaques. L’essor du phytoplancton a fondamentalement modifié la manière dont le carbone circule sur Terre, et ce changement a des implications à long terme pour la compréhension du climat passé, présent et futur de notre planète.
