La Terre est capable de réguler et de stabiliser sa propre température sur de vastes échelles de temps – environ 100 000 ans en moyenne – même après des changements dramatiques du climat causés par des périodes glaciaires, des changements de rayonnement solaire et une activité volcanique intense, selon de nouvelles recherches.
Cette “rétroaction stabilisatrice” fait partie de la raison pour laquelle la Terre a réussi à maintenir la vie au cours des 3,7 derniers milliards d’années environ, selon l’équipe à l’origine de la nouvelle recherche. Cette rétroaction a déjà été émise comme hypothèse, mais il existe maintenant également des preuves directes.
Pour trouver cette preuve, les chercheurs ont creusé profondément dans les données paléoclimatiques existantes recueillies au cours des 66 derniers millions d’années, en appliquant une modélisation mathématique pour déterminer si les fluctuations des températures moyennes de la Terre pourraient être limitées par un ou plusieurs facteurs.
“Vous avez une planète dont le climat a été soumis à tant de changements externes dramatiques”, déclare le climatologue Constantin Arnscheidt, du Massachusetts Institute of Technology (MIT). « Pourquoi la vie a-t-elle survécu tout ce temps ?
“Un argument est que nous avons besoin d’une sorte de mécanisme de stabilisation pour maintenir des températures adaptées à la vie. Mais il n’a jamais été démontré à partir de données qu’un tel mécanisme contrôle de manière cohérente le climat de la Terre.”
L’équipe pense que l’altération des silicates est ici un mécanisme crucial : à mesure que les roches de silicate s’altèrent et s’érodent avec le temps, des couches plus profondes de minéraux sont constamment exposées à l’atmosphère. Les réactions chimiques avec les silicates extraient le dioxyde de carbone de l’atmosphère, le piégeant dans les roches et les sédiments océaniques.
Des taux plus élevés de dioxyde de carbone pénétrant dans l’atmosphère accélèrent l’activité d’altération, augmentant la quantité de silicates exposés qui, à leur tour, éliminent davantage de gaz à effet de serre de l’atmosphère, limitant ainsi l’altération future.
Effectivement, les échelles de temps des stabilisations de température correspondent aux échelles de temps sur lesquelles opère l’altération des silicates, jusqu’à environ 400 000 ans. Les archives laissées par les fossiles et les carottes de glace suggèrent que cette altération maintient en effet les températures sous contrôle.
Sans ce mécanisme de rétroaction géologique, suggèrent les chercheurs, notre planète connaîtrait des fluctuations de température de plus en plus extrêmes. Savoir comment cela fonctionne est crucial pour comprendre le passé de la planète et son avenir.
“Dans une certaine mesure, c’est comme si votre voiture roulait à toute vitesse dans la rue, et lorsque vous freinez, vous glissez longtemps avant de vous arrêter”, explique le géophysicien Daniel Rothman, du MIT.
“Il y a une échelle de temps sur laquelle la résistance de frottement, ou une rétroaction stabilisatrice, entre en jeu, lorsque le système revient à un état stable.”
Cependant, il se passe autre chose : lorsque l’équipe a examiné des échelles de temps plus longues, sur plus d’un million d’années, aucune rétroaction stabilisatrice n’a été observée dans les données. Il est probable que le hasard ait encore joué un grand rôle dans la raison pour laquelle la vie perdure.
Les chercheurs concluent que si l’altération des silicates est suffisante pour assurer la stabilisation à court terme (relatif), nous avons eu de la chance que les fluctuations de température sur de plus longues périodes n’aient pas été suffisamment sévères pour interrompre cette boucle de rétroaction.
Bien sûr, les résultats jouent également un rôle dans les prédictions pour l’avenir de la planète. Il est probable que la vie sur Terre sera capable de résister à tous les dommages que les humains lui causent – mais nous ne serons peut-être pas ici assez longtemps pour que cela se produise.
“D’une part, c’est bien parce que nous savons que le réchauffement climatique d’aujourd’hui finira par être annulé grâce à cette rétroaction stabilisatrice”, déclare Arnscheidt.
“Mais d’un autre côté, cela prendra des centaines de milliers d’années, donc pas assez vite pour résoudre nos problèmes actuels.”
La recherche a été publiée dans Science Advances.
