Le climat des 15 derniers millions d’années piloté par l’émersion des îles d’Asie du Sud-Est

Depuis 15 millions d’années, le climat terrestre se refroidit. Les raisons de ce refroidissement sont toujours incertaines. Une équipe de chercheurs franco-américains montre que l’émersion progressive des îles d’Asie du Sud-Est, suite à la remontée de la plaque tectonique australienne qui vient percuter les arcs volcaniques de la Sonde et de Bunda, pourrait être une cause majeure de ce refroidissement.

Le climat actuel de la Terre est le résultat de la combinaison de trois forces. Tout d’abord, les rejets anthropiques de gaz à effet de serre emmènent le climat sur la dangereuse pente de réchauffement global pour les siècles à venir. Opérant à une échelle temporelle plus longue, la combinaison des paramètres orbitaux de la Terre constituent la seconde force, qui devait générer une glaciation dans quelques milliers d’années. Mais ce lent glissement vers le froid est mis à mal par les tombereaux de CO2 libéré par l’utilisation des combustibles fossiles. La troisième force est ancrée dans le temps profond. Depuis 15 millions d’années, le climat de la Terre se refroidit lentement, mais inexorablement. Il y a donc une dernière force qui agit comme une lame de fond climatique: un processus lent mais irrésistible piège le CO2 atmosphérique.

Une composante majeure de cette force est l’altération chimique des roches silicatées (granits, basaltes, …) exposées à la surface des continents. Ces roches sont arrosées d’acide carbonique provenant de la dissolution du CO2 dans les eaux qui traversent la zone critique jusqu’à atteindre la roche mère sous-jacente. Au cours du processus d’altération, le CO2 d’origine atmosphérique est piégé dans les rivières et atteint finalement l’océan où il est stocké dans les sédiments pour parfois des centaines de millions d’années.

Depuis 15 millions d’années, la plaque tectonique australienne percute l’arc volcanique de la Sonde et de Bunda. Cette collision entraîne une augmentation de la surface émergée des îles d’Asie du Sud-Est. Cet accroissement s’accompagne de la mise à l’affleurement de roches mafiques, qui s’altèrent facilement au contact de l’atmosphère, et sont donc très gourmandes en CO2. De plus, ces roches se mettent en place sous des conditions climatiques tropicales, chaudes et humides, maximisant leur altération et donc la consommation de CO2 associée. Enfin, le relief très accidenté qui se met en place dans la région maintient une érosion physique intense, mettant en permanence un substrat rocheux frais au contact de l’eau qui circule à la surface.

Les surfaces grisées représentent les terres actuellement émergées en Asie du Sud-Est. Les lignes colorées situent la position du littoral il y a 15, 10 et 5 millions d’années.

Dans le cadre d’un projet initialement financé par le fonds France-Berkeley, l’équipe de chercheurs franco-américaine a simulé la consommation de CO2 liée à l’émersion des îles d’Asie du Sud-Est. Une reconstruction précise des lignes de côtes fossiles a permis de calculer l’augmentation de la surface des îles du SE asiatique, passant de 0.3 millions de km2 il y a 15 millions d’années, à 2 millions de km2 aujourd’hui. Le modèle GEOCLIM a ensuite été adapté à l’étude. GEOCLIM est un modèle numérique des grands cycles biogéochimiques qui inclut le calcul de la distribution spatiale des flux d’altération chimique, ce qui permet de prendre en compte le rôle de la variation spatiale du climat sur la consommation de CO2 globale. Afin d’augmenter le réalisme des simulations, un module permettant le calcul des flux d’érosion physique et une distribution de la lithologie ont été greffés sur GEOCLIM.

Les résultats obtenus montrent l’importance de l’évolution de la région sur le climat de la Terre. L’altération chimique des îles du SE asiatique provoque à elle seule une diminution du niveau de CO2 de 600 ppm il y a 15 millions d’années à 500 ppm environ il y a 10 millions d’années, puis à 400 ppm il y a 5 millions d’années, pour finir à l’actuel (pré-industriel) de 280 ppm. Ces résultats sont compatibles avec les proxies de CO2 atmosphérique, montrant que l’altération des roches mafiques de la région étudiée détermine en grande partie l’évolution du climat depuis 15 millions d’années. Il est même probable que la glaciation arctique ne se serait jamais produite sans l’émergence de roches mafiques en lien avec les mouvements tectoniques dans la région du sud-est asiatique.

Sources :

Yuem Park, Pierre Maffre, Yves Godderis, Francis A. Macdonald, Eliel S. C. Anttila, and Nicholas L. Swanson-Hysell. 2O20. Emergence of the Southeast Asian Islands as a driver for Neogene cooling – Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. https://doi.org/10.1073/pnas.2011033117

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