Pas de Terre "boule de neige"?

Il y a 365 millions d'années la Terre n'était peut-être pas entièrement recouverte de glace comme les scientifiques le croyaient, révèle une étude publiée dans la revue Nature.

L’histoire climatique de la Terre est plus que mouvementée et notre planète a connu par le passé plusieurs épisodes de glaciation, dont au moins deux ont eu lieu durant le Cryogénien, il y a 710 à 630 millions d'années. En 1992 et en 1998, des scientifiques ont émis l'hypothèse qu'il y a environ 635 millions d'années, notre planète aurait connu un épisode glaciaire majeur, laissant le globe entièrement recouvert de glace. C’est ce qu’on a appelé l’hypothèse de la Terre « Boule de Neige ».

Une fois la planète recouverte de glace, les chercheurs supposent que le CO2 s’est accumulé dans l’atmosphère constituant une couronne de gaz à effet de serre. Sa présence a permis de réchauffer la surface de la planète et a contribué à la sortie de la période de glaciation. Pour que ce scénario soit valide, il faut que la teneur en CO2 atmosphérique dépasse les 12% soit 300 fois plus qu’actuellement.

Afin d'estimer la teneur en CO2 atmosphérique pour cette période, des chercheurs du CNRS ont analysé des carbonates déposés il y a 635 millions d'années en se basant plus particulièrement sur la différence des compositions isotopiques du carbone. Les résultats indiquent, contrairement à ce qui était attendu, une concentration en CO2 très proche de celle actuelle ce qui est très largement insuffisant pour provoquer un réchauffement susceptible d’initier une sortie d’une ère glaciaire.

Ces résultats amènent donc à revoir les scénarii envisagés jusqu’à présent. Soit la Terre « boule de neige » n’a pas existé et les épisodes glaciaires étaient moins importants que prévu. Soit d’autres gaz ont contribué à la déglaciation, le méthane pourrait être un candidat valable.

Depuis les années 1990, l'hypothèse de la Terre « boule de neige » tient la corde : pendant longtemps, notre planète a été presque entièrement recouverte de glace et de neige. Mais une récente étude affirme que c'est impossible car la quantité de gaz à effet de serre alors disponible n'aurait jamais suffi à faire fondre cette calotte glaciaire géante.

L'hypothèse selon laquelle, il y a 635 millions d'années, la Terre aurait été entièrement recouverte de glace, vient de prendre un coup de chaud. La concentration atmosphérique en CO₂ durant cette période est beaucoup plus faible que prévu, c'est ce que révèle une équipe de chercheurs français de l'Institut de physique du Globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot), en collaboration avec le laboratoire Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques ainsi qu'avec des scientifiques brésiliens et américains. Leur étude, parue dans la revue Nature du 6 octobre 2011, remet en cause une partie de cette hypothèse dite de la Terre « boule de neige » et relance le débat sur l'origine du mécanisme de déglaciation.


La Terre a traversé plusieurs épisodes glaciaires extrêmes, dont deux durant la période géologique bien nommée du Cryogénien (il y a 710-630 millions d'années). En 1992 et en 1998, des scientifiques ont émis l'hypothèse qu'il y a environ 635 millions d'années, notre planète aurait connu un épisode glaciaire majeur, laissant le Globe entièrement recouvert de glace. Encore aujourd'hui, la question de la sortie d'un tel épisode reste en suspens. La glace, en effet, renvoie vers le ciel une plus grande partie du rayonnement solaire que les roches (on dit qu'elle présente un fort albédo). Une couverture glaciaire intégrale ou presque limite donc le réchauffement et devrait être assez stable.

Dans cette hypothèse de la Terre « boule de neige », on supposait que du CO₂ d'origine volcanique s'était accumulé dans l'atmosphère en quantité suffisante pour que ce gaz à effet de serre ait pu réchauffer la surface de la planète et provoquer la fonte des glaces. Théoriquement, les teneurs en CO₂ proposées dans le cadre de cette hypothèse devaient varier autour de 120.000 ppmv (partie par million en volume) (soit 12 %), un taux 300 fois supérieur aux teneurs actuelles.

Afin d'estimer la teneur en CO₂ atmosphérique pour cette période, les chercheurs français, brésiliens et américains ont étudié des carbonates déposés il y a 635 millions d'années (glaciation Marinoenne). Ces premiers sédiments recouvrent les dépôts glaciaires de cette période, considérée comme le témoin d'une glaciation globale, la fameuse Terre « boule de neige ». Cette étude se base sur la différence des compositions isotopiques du carbone entre les carbonates et la matière organique d'organismes fossilisés, reliée à la teneur en CO₂ atmosphérique. Les résultats montrent une concentration très proche de l'actuelle (et inférieure à 3.200 ppmv), soit une teneur très insuffisante pour sortir d'un épisode glaciaire d'une telle importance.


Cette étude non seulement remet en cause une partie de l'hypothèse Terre « boule de neige », mais elle implique également que ces épisodes glaciaires n'ont pas été aussi intenses que précédemment proposé. En outre, ces mêmes données s'accordent avec l'idée qu'à la même période, l'atmosphère aurait été beaucoup plus pauvre en oxygène, autour de 1 %, alors qu'aujourd'hui, elle est de l'ordre de 20 %. Dès lors, les scientifiques doivent se pencher sur d'autres mécanismes de déglaciation ou bien sur d'autres gaz que le CO₂, tel que le méthane, également avancé dans le cadre de cette hypothèse.