Il y a cinquante-six millions d’années, des milliards de tonnes de carbone se sont retrouvées dans l’atmosphère, acidifiant les océans et provoquant un réchauffement climatique mondial déjà chaud de 5°C supplémentaires (9°F), un épisode connu sous le nom de « Paléocène-Éocène ». Maximum thermique » ou « PETM ».

Comme aujourd’hui, le réchauffement climatique a affecté l’environnement terrestre et marin, avec des averses extrêmes et un plancton soumis à un stress thermique à la base du réseau trophique. Les animaux terrestres ont connu un taux élevé d’extinction et de remplacement par des espèces plus petites, et il y a eu une extinction massive de minuscules créatures productrices de coquilles qui vivaient sur le fond marin. Le climat plus chaud a soutenu les forêts d’alligators et de cyprès des marais, comme celles du sud-est des États-Unis d’aujourd’hui, dans les latitudes arctiques qui sont aujourd’hui couvertes de glace et de toundra.

D’où vient tout ce carbone ?

Sa source est débattue depuis des années, certains scientifiques accusant la déstabilisation de la glace de méthane dans les fonds marins et d’autres soulignant l’activité volcanique généralisée dans l’Atlantique Nord à l’époque. La modélisation du déplacement des isotopes du carbone indique que le carbone provient à la fois de sources organiques et volcaniques, mais les proportions relatives ne sont pas établies.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience par le professeur Christian Berndt du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique en Allemagne accuse le magma souterrain qui a entraîné le méthane et le CO.₂ des sédiments marins dans l’atmosphère via des éruptions gazeuses appelées « évacuations hydrothermales ». Berndt a travaillé avec un groupe international de 35 coauteurs sur cet article.

Attendre 17 ans pour un rendez-vous

L’idée selon laquelle les ventilations hydrothermales ont joué un rôle majeur dans le PETM remonte à 2004. Les images sismiques recueillies pour l’exploration pétrolière et gazière ont montré que les sédiments marins au large de la Norvège étaient grêlés de milliers de cratères qui ont à peu près l’âge du PETM, et d’autres études ont trouvé des résultats similaires. cratères près du Groenland. Mais les images sismiques n’ont pas pu déterminer le moment où les cratères se sont formés avec suffisamment de précision pour déterminer s’ils ont joué un rôle dans le déclenchement du PETM : « C’était essentiellement une conjecture », a déclaré Berndt.

Pour voir si les évents auraient réellement pu déclencher le PETM, ils ont dû en récupérer des échantillons pour les dater, ce qui a nécessité de forer profondément dans le fond marin qui se trouve sous 5 600 pieds (1,7 km) de l’océan Atlantique.

Ainsi, en 2004, Berndt et plusieurs coauteurs ont formellement proposé un projet de forage et d’échantillonnage d’une cheminée hydrothermale, mais ils ont dû attendre 17 ans avant que le forage ne commence enfin en 2021 dans le cadre du Programme international de découverte des océans (IODP). « Il faut être patient », a déclaré Berndt.

Berndt et ses collègues étaient à bord du navire de forage scientifique « JOIDES Resolution » alors qu’il forait cinq trous de forage dans le « Modgunn Vent », à environ 200 milles au large des côtes norvégiennes. Le cratère au sommet de l’évent mesure environ 1,3 km (4 300 pieds) de largeur et environ 80 mètres (260 pieds) de profondeur. Sous le cratère, les images sismiques montrent une zone d’alimentation en forme de cheminée de 400 mètres de profondeur (1 300 pieds) qui relie le cratère à une feuille de magma maintenant gelé appelée « seuil ».

Le bon moment?

« C’était tout à fait pertinent au début du PETM », a déclaré Berndt à Ars.

Les échantillons récupérés dans les forages fournissent « des preuves concluantes de l’évacuation hydrothermale immédiatement avant l’apparition du PETM », confirmant le « rôle majeur » des évents dans le réchauffement du PETM, affirment Berndt et ses collègues dans leur article. Ils fondent cela sur deux éléments de preuve trouvés dans le cratère : un changement mondialement reconnu des isotopes du carbone qui marque le PETM et la présence d’une espèce de plancton qui n’existait que pendant le PETM.

« Le plus crucial et le plus précis… est l’excursion des isotopes du carbone », a déclaré Berndt.

Mais ces deux éléments de preuve n’apparaissent que dans les sédiments qui ont rempli le cratère. après il s’est initialement formé ; ils se trouvent à 10-15 mètres du fond du cratère. Cette distance laisse une certaine marge de manœuvre pour relier le cratère au début du PETM. « Cela signifie que l’évent s’est formé très peu de temps avant le PETM et qu’il s’est rempli pendant le PETM », a déclaré Berndt.

« Le cratère est plus ancien que le PETM », a reconnu le professeur Appy Sluijs de l’université d’Utrecht, qui n’a pas participé à l’étude de Berndt. Mais Sluijs souligne que les espèces de plancton présentes dans ces dépôts existaient dans tout le PETM. « L’espèce ne peut donc pas faire la distinction entre le début et le corps de l’événement », a déclaré Sluijs. En d’autres termes, la présence de cette espèce ne peut pas réduire la durée de formation du cratère à moins d’une fenêtre assez grande.

Alors combien de temps avant le PETM l’évent s’est-il formé ?