Une "rétroaction stabilisatrice" permettrait à la Terre de contrôler les températures globales… malheureusement, cela se fait sur des centaines de milliers d’années
La catastrophe climatique que nous vivons actuellement est loin d’être la première sur Terre, mais pendant des milliards d’années, la vie a continué à traverser ces hauts et ces bas. Les scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT/ États-Unis) ont analysé 66 millions d’années de données climatiques et ils ont découvert un mécanisme de stabilisation qui agit sur des échelles de 100 000 ans, empêchant les températures globales de dépasser le point de non-retour.
(Image d’entête par Christine Daniloff, MIT; NASA)
Au cours de ses 4,5 milliards d’années d’histoire, la Terre a connu d’énormes épisodes volcaniques qui ont fait grimper la température globale, et d’autres où elle a passé des millions d’années sous forme de boule de neige géante. Mais, quelle que soit la gravité de la situation, le climat a fini par s’inverser et, malgré de nombreuses extinctions massives, la vie sur Terre a persisté.
Mais la question demeure : comment cela se produit-il ? Qu’est-ce qui a empêché la Terre de connaître l’effet de serre incontrôlé qui a fait de Vénus l’enfer qu’elle est aujourd’hui ? On soupçonne depuis longtemps qu’une sorte de mécanisme de rétroaction maintient les températures mondiales dans une fourchette stable et habitable, mais aucune preuve directe n’a été détectée dans les données.
Pour cette nouvelle étude, les chercheurs du MIT ont donc cherché à savoir si un tel signe apparaissait dans les anciennes données climatiques, et sur quelle échelle de temps il pouvait agir. L’équipe a examiné plusieurs grands ensembles de données sur les températures mondiales, y compris les carottes de glace de l’Antarctique et la composition chimique de minuscules fossiles marins, remontant jusqu’à l’extinction des dinosaures il y a 66 millions d’années.
Ensuite, les scientifiques ont appliqué un système mathématique appelé « équations différentielles stochastiques« , qui est utilisé pour trouver des modèles dans les ensembles de données qui fluctuent à grande échelle. À l’aide de cet outil, l’équipe a analysé les températures mondiales moyennes au fil du temps, à la recherche de modèles stabilisateurs sur différentes échelles de temps, allant de dizaines de milliers d’années à des centaines de milliers, voire des millions d’années.
Selon Constantin Arnscheidt, coauteur de l’étude :
Nous avons réalisé que cette théorie permet de prédire à quoi ressemblerait l’histoire de la température de la Terre s’il y avait eu des rétroactions agissant sur certaines échelles de temps.
En l’absence de tout mécanisme de rétroaction stabilisateur, les fluctuations de température devraient sembler plus extrêmes sur les grandes échelles de temps que sur les petites. Mais l’équipe a observé que ce n’était pas le cas à l’échelle de millions d’années, indiquant qu’un modèle de stabilisation se produisait à l’échelle de centaines de milliers d’années.
Le mécanisme en question est soupçonné d’être « l’altération des silicates« , qui est considérée comme un élément essentiel du cycle du carbone sur le long terme de la Terre. Lorsque l’eau de pluie altère progressivement les roches silicatées à la surface de la planète, celles-ci subissent des réactions chimiques qui augmentent le taux de carbone qu’elles absorbent dans l’atmosphère, lequel est ensuite transporté dans les sédiments océaniques. Plus il y a de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, plus ce processus est rapide, ce qui freinerait l’emballement de l’effet de serre.
Étant donné que les modèles prévoient que l’altération des silicates agit sur des échelles de temps de 100 000 ans, il s’agit d’un mécanisme stabilisateur que les données indiquent. Cependant, l’absence de mécanisme à des échelles supérieures à un million d’années suggère que la simple chance peut encore avoir un rôle à jouer.
Selon Arnscheidt :
Il y a deux camps : Certains disent que le hasard est une explication suffisante, et d’autres disent qu’il doit y avoir une rétroaction stabilisante. Nous sommes en mesure de montrer, directement à partir des données, que la réponse se situe probablement quelque part entre les deux. En d’autres termes, il y a eu une certaine stabilisation, mais la chance pure a probablement aussi joué un rôle pour que la Terre reste habitable en permanence.
Pour certains, cela peut ressembler à la carte de “sortie de prison” pour notre crise climatique actuelle, mais, bien sûr, la grande échelle de temps signifie que l’humanité, et une énorme quantité d’autres organismes, pourrait ne pas vivre assez longtemps pour voir ce revirement.
Toujours selon Arnscheidt :
D’un côté, c’est une bonne chose, car nous savons que le réchauffement climatique actuel finira par être annulé par cette rétroaction stabilisatrice. Mais d’un autre côté, cela prendra des centaines de milliers d’années, donc pas assez vite pour résoudre nos problèmes actuels.
L’étude publiée dans Science Advances : Presence or absence of stabilizing Earth system feedbacks on different time scales et présentée sur le site du Massachusetts Institute of Technology : Earth can regulate its own temperature over millennia, new study finds.