Les enregistrements de température mondiaux remontent à moins de deux siècles. Mais cela ne signifie pas que nous n’avons aucune idée de ce que la Terre faisait avant que nous ne commencions à construire des thermomètres. Divers éléments, tels que les cernes des arbres, les rapports d’isotopes, et d’autres encore, permettent de mesurer les températures passées. Grâce à ces indicateurs de température, nous avons réussi à reconstruire des milliers d’années du climat de notre planète.
Cependant, remonter plus loin dans le temps est difficile. Moins d’indicateurs se conservent sur de longues périodes, et les échantillons deviennent plus rares. Lorsque nous allons au-delà d’un million d’années, il devient compliqué de trouver suffisamment d’indicateurs provenant de différentes régions du globe à la même époque pour reconstruire une température mondiale. Il existe quelques exceptions, comme le Maximum thermique paléocène-éocène (PETM), une période de réchauffement soudain survenue il y a environ 55 millions d’années, mais peu d’événements aussi anciens sont aussi bien compris.
À présent, des chercheurs ont utilisé une combinaison d’enregistrements de proxy et de modèles climatiques pour reconstruire le climat de la Terre au cours des 500 derniers millions d’années, fournissant un enregistrement mondial des températures s’étendant jusqu’à près de l’explosion cambrienne de la vie complexe. Cet enregistrement révèle qu’à une exception apparente près, le dioxyde de carbone et les températures mondiales ont été étroitement liés, ce qui est quelque peu surprenant compte tenu des autres changements que la Terre a connus au cours de cette période.
Climats passés
Le travail effectué par une équipe internationale combine des données proxies et des modèles climatiques. Bien qu’il existe un certain nombre de proxies terrestres, ceux-ci sont souvent accompagnés de grandes incertitudes. Les chercheurs se sont donc concentrés sur un seul type de proxy : le rapport des isotopes d’oxygène trouvés dans les coquilles d’organismes marins. Des questions subsistent quant à leur précision, car leur utilisation nécessite que le rapport de ces isotopes dans les océans soit resté constant au fil du temps.
Pour compenser cela, les chercheurs ont utilisé deux méthodes pour convertir ces proxies en températures. Une méthode supposait que les rapports d’isotopes d’oxygène dans l’eau de mer étaient restés constants ; la seconde méthode utilisait un changement lent et constant sur la période couverte.
Les modèles climatiques permettent de convertir ces proxies, qui proviennent généralement d’un seul endroit géographique, en température mondiale. En utilisant des détails comme la configuration des continents et les niveaux de dioxyde de carbone, les modèles peuvent estimer quelles températures mondiales raisonnables sont cohérentes avec les données proxies, signifiant une température spécifique à un endroit particulier sur le globe. Les chercheurs ont utilisé un ensemble de modèles climatiques afin que les résultats ne dépendent d’aucune mise en œuvre particulière de la physique atmosphérique.
Les résultats, que les chercheurs appellent PhanDA, estiment les températures mondiales des 485 derniers millions d’années, remontant à la fin du Cambrien, période durant laquelle les principaux groupes d’animaux actuels se sont diversifiés.
Alors, à quoi ressemble PhanDA ? Une caractéristique clé est qu’elle chevauche le Cénozoïque, qui a commencé avec l’extinction massive mettant fin à tous les lignées de dinosaures non aviens. Nous avons une meilleure connaissance des climats cénozoïques, ce qui permet de tester si les températures de PhanDA concordent avec celles obtenues indépendamment. La cohérence entre ces données constitue une importante validation du nouveau travail.
Globalement, les chercheurs estiment que la température moyenne mondiale a probablement varié entre un minimum d’environ 11 °C, observé lors des récents épisodes glaciaires, jusqu’à un maximum de 36 °C, atteint il y a environ 90 millions d’années, bien que des extrêmes similaires aient été observés durant le PETM. D’autres événements climatiques majeurs, comme le réchauffement causé par les éruptions qui ont formé les Trapps sibériens, se sont également manifestés dans cet enregistrement. Il y a eu à la fois de longues périodes de tendances au réchauffement (telles qu’une qui a couvert la majeure partie du Mésozoïque) alternant avec des périodes de refroidissement (qui dominent le Cénozoïque actuel). Les chercheurs suggèrent que ces phénomènes sont entraînés par l’assemblage et la rupture des supercontinents.
La majorité de cette période a été vécue dans des climats de serre chauds (41 % de la période) par rapport à des climats de glace (31 %). Les chercheurs ont constaté que la plupart des différences entre ces climats se produisent dans les régions polaires. Des changements se produisent également dans les tropiques, mais leur ampleur est considérablement plus petite. Ainsi, durant une période de glaciation, la différence entre les régions équatoriales et les hautes latitudes est de l’ordre de 30 à 50 °C. En revanche, durant des périodes de chaleur, la différence entre l’équateur et les pôles tend à être de l’ordre de 15 à 25 °C.
En tant que journaliste, il est fascinant d’explorer l’impact que ces changements climatiques à long terme peuvent avoir sur notre monde actuel. En comprenant mieux notre passé climatique, nous sommes mieux armés pour prendre des décisions éclairées concernant les défis environnementaux d’aujourd’hui. Les découvertes sur l’impact des supercontinents sur le climat mondial ajoutent une dimension importante à notre compréhension de l’évolution de notre planète. C’est une invitation à réfléchir sur la manière dont nous devons agir face aux bouleversements climatiques actuels, tirant des leçons de l’histoire pour légitimer notre avenir.
