Des millions d'années pour que les plantes se remettent du réchauffement climatique

Les scientifiques cherchent souvent dans la nature les réponses aux défis les plus pressants de l'humanité. En ce qui concerne le réchauffement climatique, l'histoire géologique offre une perspective unique et à long terme. L'histoire géologique de la Terre est jalonnée de périodes d'éruptions volcaniques catastrophiques qui ont libéré de grandes quantités de carbone dans l'atmosphère et les océans. L'augmentation du carbone a déclenché un réchauffement climatique rapide qui a entraîné des extinctions massives sur terre et dans les écosystèmes marins. Ces périodes de volcanisme peuvent également avoir perturbé les systèmes de régulation carbone-climat pendant des millions d'années.

Déséquilibre écologique

Des spécialistes de la terre et de l'environnement de l'ETH Zurich ont dirigé une équipe internationale de scientifiques de l'Université d'Arizona, de l'Université de Leeds, du CNRS de Toulouse et de l'Institut fédéral suisse de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) dans le cadre d'une étude sur la manière dont la végétation réagit et évolue en réponse à des changements climatiques majeurs et sur la manière dont ces changements affectent le système naturel de régulation du climat et du carbone de la Terre.

S'appuyant sur des analyses géochimiques des isotopes présents dans les sédiments, l'équipe de recherche a comparé les données avec un modèle spécialement conçu, qui comprend une représentation de la végétation et de son rôle dans la régulation du système climatique géologique. Ils et elles ont utilisé le modèle pour tester la façon dont le système terrestre réagit à la libération intense de carbone par l'activité volcanique dans différents scénarios. Elles et ils ont étudié trois changements climatiques importants dans l'histoire géologique, notamment le phénomène des pièges sibériens qui a provoqué l'extinction massive du Permien et du Trias il y a environ 252 millions d'années. Taras Gerya, professeur à l'ETH Zurich, souligne que «le phénomène des pièges sibériens a libéré quelque 40 000 gigatonnes (Gt) de carbone en 200 000 ans. L'augmentation des températures moyennes mondiales de 5 à 10 °C qui en a résulté a provoqué l'extinction la plus grave jamais observée sur Terre dans les archives géologiques».

Bouger, s'adapter ou périr

«Le rétablissement de la végétation après l'épisode des pièges sibériens a pris plusieurs millions d'années et, pendant cette période, le système de régulation carbone-climat de la Terre aurait été faible et inefficace, entraînant un réchauffement climatique à long terme», explique l'auteur principal, Julian Rogger, de l'ETH Zurich.

Les scientifiques ont découvert que la gravité de ces événements dépend de la rapidité avec laquelle le carbone émis peut être renvoyé à l'intérieur de la Terre - séquestré par l'altération des minéraux silicatés ou la production de carbone organique, éliminant ainsi le carbone de l'atmosphère terrestre.

Les chercheurs et chercheuses ont également constaté que le temps nécessaire au climat pour atteindre un nouvel état d'équilibre dépendait de la rapidité avec laquelle la végétation s'adaptait à l'augmentation des températures. Certaines espèces se sont adaptées en évoluant et d'autres en migrant vers des régions plus fraîches. Cependant, certains événements géologiques ont été si catastrophiques que les espèces végétales n'ont tout simplement pas eu le temps de migrer ou de s'adapter à l'augmentation durable des températures. Les conséquences de ces événements ont laissé leur marque géochimique sur l'évolution du climat pendant des milliers, voire des millions d'années.

La crise climatique actuelle provoquée par l'homme

Qu'est-ce que cela signifie pour le changement climatique induit par l'être humain? L'étude a montré qu'une perturbation de la végétation a augmenté la durée et la gravité du réchauffement climatique dans le passé géologique. Dans certains cas, il a fallu des millions d'années pour atteindre un nouvel équilibre climatique stable en raison de la capacité réduite de la végétation à réguler le cycle du carbone de la Terre.

«Aujourd'hui, nous nous trouvons dans une crise bioclimatique mondiale majeure», commente Loïc Pellissier, professeur d'écosystèmes et d'évolution des paysages à l'ETH Zurich et au WSL. «Notre étude démontre le rôle d'un fonctionnement de la végétation pour se remettre de changements climatiques abrupts. Nous rejetons actuellement des gaz à effet de serre à un rythme plus rapide que tout autre événement volcanique antérieur. Nous sommes également la principale cause de la déforestation mondiale, qui réduit fortement la capacité des écosystèmes naturels à réguler le climat. Selon moi, cette étude est un signal d'alarme pour la communauté mondiale».