Le bassin de Bighorn, dans le Wyoming, où les scientifiques recherchent des fossiles pour mieux comprendre le changement climatique ancien. Image via Dave Bezaire et Susi Havens-Bezaire
En relativement peu de temps, les émissions mondiales de dioxyde de carbone ont considérablement augmenté. Grâce à l'effet de serre, ils ont augmenté les températures autour de la planète de 7 à 14 degrés Fahrenheit en moyenne; ils ont également modifié la chimie des océans, provoquant une augmentation de l'acidité qui pourrait avoir entraîné des extinctions massives parmi la vie marine. Dans l’ensemble, au cours de cette période de changements rapides, le niveau de la mer au niveau mondial pourrait avoir augmenté jusqu’à 65 pieds.
En lisant cela, vous pourriez être pardonné si vous supposez que nous parlons d'un scénario lié à la crise climatique actuelle. Mais le paragraphe précédent fait en réalité référence à une période de réchauffement longue de 20 000 ans survenue il y a 55 millions d'années, un événement que les scientifiques appellent le maximum thermique paléocène-éocène (ou PETM). Scott Wing, un paléobiologiste du Natural History Museum qui étudie le PETM depuis plus de 20 ans, déclare: «Si tout cela vous semble familier, c'est parce que c'est essentiellement ce que nous faisons en ce moment."
Alors que nous nous lançons dans une expérience sans précédent avec l'atmosphère et le climat de la Terre, le PETM est soudainement devenu un sujet brûlant parmi les scientifiques de nombreux domaines disparates. «C’est un événement qui intéresse beaucoup de gens, car c’est le meilleur exemple d’un réchauffement soudain de la planète lié à une importante libération de carbone», déclare Wing.
Bien que les scientifiques ne comprennent toujours pas ce qui a déclenché le PETM, il est clair que de plus en plus de carbone a été injecté dans l'atmosphère et les océans, provoquant ainsi le changement climatique. Ce carbone peut avoir été fourni par l'activité volcanique, la combustion spontanée de la tourbe ou même l'impact d'une comète particulièrement riche en carbone. De plus, le réchauffement initial a probablement entraîné une libération de méthane du fond de la mer, agissant comme un retour d'information positif qui a conduit à encore plus de changement climatique. Il est également clair que tout ce réchauffement a eu des effets dévastateurs sur les écosystèmes mondiaux, entraînant des extinctions et une altération de la gamme de nombreuses espèces végétales et animales.
Il y a bien sûr une différence essentielle: au cours de cet épisode précédent, tout ce réchauffement a pris plusieurs milliers d'années. Cette fois, les émissions de carbone augmentent dix fois plus rapidement que lors du PETM, le réchauffement ayant eu lieu en un siècle - l'équivalent géologique d'un clin d'œil.
La forte hausse de la ligne verte en haut à gauche de cette carte climatique représente le PETM, l'analogue le plus proche de notre époque de changement climatique. Image via Wikimedia Commons
Scott Wing étudie le PETM en recherchant des vestiges de plantes anciennes dans le bassin de Bighorn, dans le Wyoming. Au cours de plusieurs décennies de travail, il a dressé un tableau général des types de plantes prospères avant, pendant et après la période de réchauffement, en essayant d'identifier le type de tendances de la vie végétale à laquelle nous pouvons nous attendre lorsque nous modifions le climat.
Une cuticule foliaire vieille de 65 millions d'années, une sorte de spécimen utilisé par des scientifiques tels que Scott Wing pour comprendre le climat ancien de la Terre. Photo de Joseph Stromberg
«Pendant la période chaude, pratiquement aucune des plantes qui vivaient dans la région n’avait survécu auparavant, leurs populations locales ont disparu», explique Wing. La région avait été dominée par les ancêtres des types de plantes qui vivent aujourd'hui dans les forêts feuillues tempérées, telles que le cornouiller, le sycomore et le séquoias.
Cependant, à mesure que la région se réchauffait, elles ont été remplacées par diverses plantes appartenant à la famille des haricots actuelle, principalement dans des régions plus chaudes et plus sèches telles que le sud du Mexique ou le Costa Rica. «Nous pensons que ce qui s’est passé est la dispersion dans cette région de plantes qui vivaient ailleurs, probablement beaucoup plus au sud», déclare Wing. Son équipe a également découvert des preuves selon lesquelles le climat plus chaud avait entraîné une augmentation des dégâts causés par les insectes nuisibles sur les plantes ayant survécu au PETM.
Ses recherches ont toutefois révélé une tendance du PETM qui pourrait être une raison d'espérer que les écosystèmes pourront un jour se remettre du changement climatique. Après environ 200 000 ans, longtemps après la fin du PETM et le retour à la normale des températures, de nombreuses plantes tempérées qui vivaient dans le bassin de Bighorn sont finalement revenues.
«L'une des explications possibles, explique Wing, est qu'il existait dans les montagnes voisines un climat plus froid qui servait de refuge à ces espèces.» Dans ce scénario, un projet que lui-même et son équipe de recherche envisagent d'examiner de plus près tout au long de l'excavation et reconstituer les archives fossiles - ces types de plantes auraient attendu le PETM dans les hautes terres relativement froides, puis seraient revenues pour recoloniser le bassin par la suite.
Si notre climat continue à changer aussi rapidement qu’il l’a fait au cours des dernières décennies, un tel scénario semble moins probable: les organismes immobiles, tels que les plantes, ont besoin de centaines d’années pour migrer progressivement d’une région à l’autre. Ainsi, un aspect essentiel de la préservation des écosystèmes de notre planète, en plus de limiter autant que possible les changements climatiques, est de les ralentir autant que possible.
