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La terre

L’altération chimique des roches sur Terre: le thermostat naturel de notre planète

Professeur Friedhelm von Blanckenburg, Centre de recherche allemand pour les géosciences GFZ, Potsdam

9 novembre 2022 - 18h30

Lieu : Uni Dufour

Depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années, notre planète dispose d’eau liquide à sa surface. Si toute l’eau était gelée comme sur la planète Mars, plus froide, ou si toute l’eau s’était évaporée dans l’espace comme sur Vénus, il n’y aurait pas de vie sur Terre.  Nous devons l’habitabilité de la Terre à une fascinante régulation géologique du climat. Chaque année, les processus d' »altération », c’est-à-dire la réaction chimique entre le CO2 dissous dans la pluie et les roches, retirent à peu près la même quantité de CO2 que celle qui est ajoutée à l’atmosphère par les émissions volcaniques. En conséquence, grâce à l’effet de serre du CO2, la température de la surface de la Terre est maintenue « juste à point », à la manière d’un thermostat.

Les reconstitutions historiques de la composition isotopique de l’eau de mer dans certains éléments clés piégés dans les sédiments des fonds marins montrent que ce délicat équilibre thermostatique s’est déplacé au cours des 15 derniers millions d’années. Les isotopes stables de l’oxygène (18O/16O) montrent que la Terre s’est refroidie et qu’elle a finalement atteint un état dans lequel l’hémisphère nord est couvert de glaciers. Les isotopes stables du bore (11B/10B) révèlent la raison de ce refroidissement : le CO2 atmosphérique a diminué, entraînant une réduction de l’effet de serre. Pendant des années, les spécialistes des sciences de la Terre ont débattu de la cause de cette diminution du CO2 et donc du refroidissement de la planète. L’une des hypothèses est que l’élévation de grandes chaines de montagne comme l’Himalaya ou les Andes aurait entraîné une augmentation de l’altération chimique, car davantage de roches sont arrivées à la surface et ont été érodées – retirant ainsi de l’atmosphère des quantités plus importantes de CO2. Cependant, cette hypothèse est remise en question par les mesures du rapport entre l’isotope cosmogénique 10Be rejeté par l’atmosphère et l’isotope stable 9Be libéré des roches par l’altération (10Be/9Be), ce qui suggère plutôt une altération constante à la surface de la Terre pendant son refroidissement. Dans ce cas, la surface terrestre serait devenue plus « réactive » à l’altération chimique, de sorte que la même quantité de CO2 est retirée avec le temps, même si la concentration atmosphérique de CO2 diminue. Cette hypothèse alternative est confirmée par les isotopes stables du lithium (7Li/6Li), qui montrent que la réactivité de la surface terrestre a effectivement augmenté au cours des 15 derniers millions d’années. Au cours de ses milliards d’années d’évolution géologique, la Terre a connu de nombreux changements de climat, mais toujours de façon très graduelle, en ajustant chaque fois progressivement son thermostat à un état légèrement différent. Aujourd’hui, un changement spectaculaire est imminent, car l’homme interfère massivement avec cet équilibre délicat par le biais des émissions industrielles de CO2.

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