Il y a 34 millions d’années, l’Antarctique a développé une calotte glaciaire continentale alors que la Terre était bien plus chaude qu’aujourd’hui. Une étude publiée dans Science attribue cette glaciation précoce à des ondes mantelliques lentes déclenchées par la dislocation du supercontinent Gondwana, soulevant l’intérieur de la terre et favorisant l’accumulation de la neige.
L’histoire de la congélation de la Terre vient de se doter d’un nouveau chapitre géologique. Alors que l’atmosphère terrestre affichait des températures mondiales supérieures de cinq degrés Celsius aux niveaux modernes, l’Est de l’Antarctique s’est couvert de glaces permanentes. Les chercheurs estiment que l’Arctique, en revanche, est resté en grande partie libre de glace pendant près de 30 millions d’années supplémentaires. Cette asymétrie entre les deux pôles a longtemps déconcerté les climatologues, qui attribuaient traditionnellement l’expansion des glaces à la seule baisse du dioxyde de carbone atmosphérique.
Le rôle décisif de la surélévation tectonique
Une recherche parue dans la revue Science démontre que le climat n’a pas agi seul. Une étude publiée jeudi dans la revue Science a indiqué que le soulèvement entraîné par la dislocation continentale a stimulé la formation de la calotte glaciaire de l’Est de l’Antarctique, maintenant pointe vers une réponse enfouie au plus profond de l’Antarctique. Thomas Gernon, professeur en sciences de la Terre à l’Université de Southampton et auteur principal de ces travaux, explique que nous tenons à voir la baisse du CO2 comme toute l’histoire, et cela compte énormément, mais l’élévation et la latitude sont tout aussi cruciales pour déterminer si une calotte glaciaire peut s’implanter et se stabiliser, selon ses déclarations à Gizmodo dans un e-mail.
La topographie de l’Antarctique a connu des transformations majeures bien avant la transition éocène-oligocène. En combinant des modèles géodynamiques et topographiques avec des simulations d’énergie et de calottes glaciaires, l’équipe internationale a mis en lumière un processus de surélévation régionale. L’altitude a modifié le bilan annuel des chutes de neige, permettant aux précipitations de résister aux mois estivaux et de s’accumuler durablement.
Les ondes mantelliques héritées du Gondwana
Les racines de cette transformation géologique remontent à la dislocation du supercontinent Gondwana. Environ 170 millions d’années ago, l’Afrique et l’Antarctique étaient unies en tant que partie du supercontinent Gondwana. Lorsque l’Afrique et l’Antarctique se sont séparées au cours du Jurassique, la rupture a envoyé l’Antarctique dériver vers le pôle Sud et a déclenché une chaîne d’événements profonds sous la surface de la Terre, explique Thomas Gernon dans un article pour The Conversation. Ses recherches précédentes sur l’évolution des paysages en Afrique ont révélé que la dislocation continentale déclenche des processus mantelliques profonds qui remodèlent la topographie sur des dizaines de millions d’années.
Lorsque les continents se séparent, des matériaux en fusion provenant du manteau terrestre montent sous eux, se refroidissent puis coulent, Thomas Gernon et ses collègues qualifiant ces perturbations semblables à des lampes à lave d’ondes mantelliques. Alors que les ondes ondulent à travers la roche en fusion, voyageant sur des centaines de miles sous la surface, elles peuvent générer des impulsions de terres surélevées loin de la zone de rift où le continent s’est initialement séparé.
Une rétroaction climatique qui a figé le continent
La transition près de 34 millions d’années plus tôt fut l’une des plus grandes réorganisations climatiques du Cénozoïque. Une reconstruction communautaire du dioxyde de carbone au Cénozoïque situe la glaciation à l’échelle du continent à environ 33,9 millions d’années après environ dix millions d’années de déclin général du CO₂. La Terre est passée des conditions de serre chaudes de l’Éocène à l’Oligocène plus froid. Une calotte glaciaire est-antarctique à l’échelle du continent s’est assemblée, le niveau de la mer a chuté brusquement et la glace brillante a commencé à rétroagir sur le climat mondial.
Tandis que l’Antarctique reposait sur une masse continentale centrée sur le pôle, l’Arctique se trouve au milieu d’un océan plutôt qu’au sommet d’un continent. Sans vaste masse terrestre positionnée directement au pôle qui pourrait être progressivement surélevée au-dessus d’un seuil d’élévation retenant la neige, l’hémisphère Nord a dû attendre un refroidissement global supplémentaire pour voir de la glace permanente s’établir, ce qui explique pourquoi le pôle Sud est entré dans l’âge de grandes calottes glaciaires environ 20 à 25 millions d’années avant que le pôle Nord ne suive le mouvement.
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