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Les restes d'une forêt vieille de 90 millions d'années découverts en Antarctique

Publié le par Ricard Bruno

Représentation d'artiste de la forêt tempérée qui existait il y a 90 millions d'années en Antarctique occidental, selon une nouvelle étude.  © Alfred-Wegener-Institut/J. McKay

Représentation d'artiste de la forêt tempérée qui existait il y a 90 millions d'années en Antarctique occidental, selon une nouvelle étude. © Alfred-Wegener-Institut/J. McKay

Des chercheurs ont annoncé avoir mis au jour les restes fossilisés d'une forêt humide vieille de 90 millions d'années dans l'ouest de l'Antarctique. La découverte suggère qu'à cette période, le climat était plus chaud qu'on ne pensait dans la région.

Avec des températures descendant jusqu'à - 80°Celsius (°C) en hiver et des paysages de glace s'étendant à perte de vue, l'Antarctique figure parmi les régions les plus inhospitalières de la planète. Mais ça n'a pas toujours été le cas. Il y a 90 millions d'années, le climat y était bien plus clément. Une partie du continent blanc était même recouvert d'une vaste forêt humide.

C'est du moins ce qu'affirme une étude récemment publiée dans la revue Nature. En analysant des sédiments prélevés en Antarctique occidental, une équipe internationale de chercheurs a mis en évidence des restes de racines, de pollens et de spores suggérant l'existence au Crétacé d'une forêt tempérée humide similaire à celle que l'on peut rencontrer aujourd'hui en Nouvelle-Zélande par exemple.

Des sédiments d'une couleur intrigante

On sait depuis longtemps qu'au Crétacé (il y a entre 145 et 66 millions d'années), le climat était bien différent des conditions actuelles. Les recherches avancent même que le milieu du Crétacé aurait constitué la période la plus chaude des 140 millions dernières années, avec des températures aux tropiques atteignant jusqu'à 35°C et un niveau de la mer 170 mètres supérieur à celui observé aujourd'hui.

Mais à quoi ressemblaient le pôle Sud et le cercle antarctique à cette époque ? Jusqu'ici, le tableau restait largement incomplet. C'est pour en savoir davantage que des scientifiques ont mené une nouvelle expédition en Antarctique occidental. Leurs recherches ont consisté à collecter puis analyser une carotte de sédiments prélevée dans le sol marin entre le glacier de l'île du Pin et le glacier Thwaites.

A peine les échantillons remontés, un détail a rapidement attiré l'attention des chercheurs. Ils ont constaté que les sédiments situés à environ 30 mètres de profondeur présentaient une couleur inhabituelle, très différente de celle des couches supérieures. Et les premières analyses n'ont fait que renforcer leurs interrogations.

"Elles ont indiqué, qu'à une profondeur de 27 à 30 mètres sous le plancher marin, nous avions une couche qui s'était originellement formée sur terre, et non dans l'océan", a expliqué le Dr Johanne Klages, géologue du Alfred Wegener Institute en Allemagne et principal auteur de l'étude. De retour au laboratoire, l'équipe a soumis les échantillons à des examens de tomodensitométrie qui ont révélé l'origine de la couleur.

Des racines, des pollens et des restes de plantes

Les images ont mis en évidence la présence d'un dense réseau de racines à l'intérieur de la couche de sédiments mais aussi de pollens, de spores et de restes de plantes à fleurs remontant au Crétacé. Autant d'éléments qui sont apparus remarquablement préservés. A tel point que les chercheurs ont pu isoler des structures cellulaires individuelles et reconstituer ce à quoi cette végétation ressemblait.

"Les nombreux restes de plantes indiquent que la côte de l'Antarctique occidental était, à cette période, une forêt tempérée dense et marécageuse, similaire aux forêts actuellement rencontrées en Nouvelle-Zélande", a précisé le professeur Ulrich Salzmann, paléoécoogue de l'université de Northumbria et co-auteur de l'étude cité dans un communiqué.

Néanmoins, les analyses n'ont pas seulement permis de dresser un portrait de cette forêt disparue. Elles ont également livré un aperçu des conditions climatiques de l'époque dans cette région. A partir des observations et des simulations réalisées, le Dr Klages et ses collègues ont conclu qu'il y a 90 millions d'années, le climat d'Antarctique occidental était bien plus chaud qu'on ne pensait.

D'après leurs résultats, la température moyenne annuelle atteignait 12°C. Soit une moyenne équivalente à celle observée aujourd'hui à Paris, à Pékin en Chine, à Milan en Italie ou encore à Hobart en Australie. Les températures étaient plus chaudes en été, avec une moyenne de 19°C, et pouvaient atteindre jusqu'à 20°C dans les rivières et marécages.

Du côté des précipitations, les chercheurs ont estimé la moyenne modérément abondante, atteignant une valeur annuelle similaire à celle enregistrée aujourd'hui au Pays de Galles, soit une centaine de centimètres par an. Autant de conditions qui peuvent surprendre dans une région située à moins de mille kilomètres du pôle qui subit quatre mois de nuit polaire chaque année.

Selon l'étude, l'équipe a conclu qu'un tel climat serait possible si trois conditions étaient réunies : si premièrement, le continent antarctique était recouvert d'une dense végétation; si deuxièmement, il n'existait pas de grande étendue de glace dans la région du pôle Sud et enfin si troisièmement, la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère était bien plus importante qu'estimé auparavant.

Un taux de dioxyde de carbone largement supérieur

"Avant notre étude, l'hypothèse générale était que la concentration globale en dioxyde de carbone durant le Crétacé était d'environ 1.000 parties par million (ppm)", a précisé le professeur Gerrit Lohmann, autre co-auteur de l'étude. "Mais dans nos expériences modélisées, des niveaux de concentration de 1.120 à 1.680 ppm sont nécessaires pour atteindre les températures moyennes de cette époque en Antarctique".

 

C'est dans une carotte de sédiments prélevée dans le plancher marin en Antarctique occidental que les restes de végétaux sont apparus.  © T. Ronge, Alfred-Wegener-Institut

C'est dans une carotte de sédiments prélevée dans le plancher marin en Antarctique occidental que les restes de végétaux sont apparus. © T. Ronge, Alfred-Wegener-Institut

Pour les scientifiques, cette conclusion démontre non seulement le pouvoir important du dioxyde de carbone sur l'augmentation des températures mais aussi à l'inverse, le rôle refroidissant des calottes glaciaires actuelles. "Nous savons qu'il pouvait facilement y avoir quatre mois sans soleil [en Antarctique] durant le Crétacé", a souligné le Dr Torsten Bickert, géologue de l'université de Bremen.

"Mais parce que la concentration en dioxyde de carbone était si élevée, le climat autour du pôle Sud était tout de même tempéré, sans étendue de glace", a-t-il poursuivi. A titre de comparaison, le niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère était estimé en 2018 à 408 ppm, selon la NOAA, ce qui représente le niveau le plus élevé de ces 800.000 dernières années.

Ce n'est pas la première fois que des recherches avancent que le pôle Sud était un environnement bien plus chaud qu'estimé auparavant. Ces nouvelles analyses apportent cependant de nouvelles pièces au puzzle. Un puzzle qui demeure encore largement incomplet. Si l'Antarctique était si chaud il y a 90 millions d'années, comment le climat s'est-il refroidi au point de recréer des calottes glaciaires ?

Les simulations réalisées par l'équipe internationale n'ont pour le moment pas fourni de "réponse satisfaisante" pour élucider le mystère, a conclu Gerrit Lohmann de l'Alfred Wegener Institute.

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