Une chute brutale du flux d'altération a amplifié l'événement de réchauffement artinskien pendant l'ère glaciaire paléozoïque tardive

Quand le changement climatique ancien fait écho à aujourd'hui

Bien avant que les humains ne commencent à brûler des combustibles fossiles, la Terre a connu un réchauffement naturel spectaculaire qui a fait fondre d'immenses calottes glaciaires et transformé les climats à l'échelle mondiale. Cette étude se concentre sur cet épisode ancien — l'événement de réchauffement artinskien il y a environ 290 millions d'années — pour poser une question toujours actuelle : que se passe-t-il lorsque les systèmes naturels de refroidissement de la planète s'affaiblissent brusquement au moment même où les gaz à effet de serre augmentent ?

Un monde émergeant d'un profond gel

Il y a environ 300 millions d'années, la Terre était enfermée dans une longue ère glaciaire. D'immenses calottes glaciaires recouvraient le supercontinent sud Gondwana, et le niveau des mers était bas. À l'aube du Permien cependant, ce monde de glace commençait à se défaire. Les glaciers ont reculé, des mers peu profondes ont submergé les continents et les régions tropicales sont devenues plus chaudes et plus sèches. Les géologues désignent par « événement de réchauffement artinskien » une poussée particulièrement nette de ce réchauffement. Elle se manifeste par la hausse des températures océaniques, le recul des glaciers, l'effondrement des forêts marécageuses et le stress des organismes marins — des changements qui en font l'un des meilleurs analogues anciens pour les basculements climatiques rapides que nous pourrions connaître à l'avenir.

Lire les indices climatiques dans des roches marines anciennes

Les auteurs ont étudié une épaisse série de calcaires déposée sur un talus continental dans ce qui est aujourd'hui le sud de la Chine, alors situé près de l'équateur. Ces roches ont enregistré silencieusement des modifications de la chimie de l'eau de mer et du continent proche. L'équipe a mesuré des formes de carbone dans les minéraux carbonatés et la matière organique, la quantité de carbone organique, des traces de mercure (indice d'activité volcanique) et la composition chimique de petits grains de matière d'origine continentale piégés dans le calcaire. À partir de ces grains, ils ont calculé des indices d'altération — des nombres révélant l'intensité avec laquelle les roches continentales ont été décomposées par la chaleur, l'eau et l'air. Ensemble, ces mesures fournissent une chronologie de l'évolution du cycle du carbone, du volcanisme et de l'altération continentale pendant la montée et le pic de l'événement de réchauffement.

Les volcans déclenchent le réchauffement, mais l'altération des roches le laisse s'amplifier

Les signaux chimiques montrent que, pendant l'intervalle clé de l'événement de réchauffement artinskien, les valeurs d'isotopes du carbone dans les roches ont chuté fortement, indiquant une injection rapide de carbone dans le système atmosphère–océan. Parallèlement, les teneurs en mercure ont augmenté, témoignant d'une intense activité volcanique provenant de plusieurs grands provinces ignées et d'arcs volcaniques. Ces éruptions auraient libéré d'importantes quantités de dioxyde de carbone, déclenchant le déglaciation. Pourtant, une autre surprise ressort des données : les indices d'altération chimique augmentent, montrant que des conditions chaudes et humides ont d'abord accéléré la décomposition des roches sur les continents — un processus naturel qui retire normalement du CO₂ de l'air et aide à stabiliser le climat. Pour comprendre pourquoi le réchauffement s'est malgré tout intensifié, les auteurs ont utilisé un modèle établi reliant température, précipitations et type de roche à la quantité de CO₂ que l'altération élimine.

Quand un thermostat naturel rétrécit

Le modèle se concentre sur des roches volcaniques foncées, riches en calcium et magnésium, situées dans les tropiques ; elles sont particulièrement efficaces pour consommer le CO₂ lors de leur altération. En combinant leurs indicateurs d'altération avec des reconstructions de la position de ces roches près de l'équateur et de l'étendue des terres émergées au-dessus du niveau de la mer, l'équipe a estimé le « flux d'altération » total — la capacité globale de ces roches à prélever du CO₂. À mesure que les mers montaient et que les continents dérivaient, la surface de roches mafiques tropicales émergées a diminué, alors même que les taux locaux d'altération restaient élevés. Leurs calculs montrent une baisse soutenue de ce flux d'altération en basses latitudes pendant l'événement de réchauffement. Autrement dit, l'éponge naturelle de CO₂ la plus puissante de la Terre est devenue subitement plus petite, si bien que moins de gaz à effet de serre était retiré de l'atmosphère alors que les volcans continuaient d'en ajouter.

La vie et les paysages sous un ciel plus chaud

Cette double action — apport supplémentaire de carbone par les volcans combiné à un puits d'altération des roches affaibli — aide à expliquer pourquoi l'événement de réchauffement artinskien a marqué la phase la plus intense de fonte pendant l'ère glaciaire paléozoïque tardive. Les conséquences se sont répercutées dans le système terrestre. Les calottes glaciaires ont reculé dramatiquement, les régions tropicales se sont asséchées, l'activité des incendies a probablement augmenté et les marécages côtiers qui stockaient d'immenses quantités de matière végétale se sont effondrés. Les communautés marines, y compris des microfossiles coquillés complexes appelés fusulines, ont subi de lourdes pertes. L'étude suggère que lorsque plusieurs mécanismes de réchauffement agissent ensemble, le climat peut basculer plus vite et plus loin que sous l'effet d'une cause unique.

Ce que cette histoire ancienne signifie pour nous

Pour un non-spécialiste, le message principal est simple : le climat de la Terre est contrôlé non seulement par la quantité de carbone émise dans l'air, mais aussi par l'efficacité avec laquelle la surface planétaire peut retirer ce carbone. Pendant l'événement de réchauffement artinskien, les émissions volcaniques ont élevé le CO₂, tandis que la montée des mers et le déplacement des continents ont réduit en catimini la surface de roches hautement réactives qui contribuent normalement à refroidir la planète. Cette combinaison a amplifié le réchauffement et entraîné une réorganisation profonde des climats et des écosystèmes. Aujourd'hui, l'humanité ajoute du carbone encore plus rapidement que ne le faisaient les volcans anciens, tout en modifiant des paysages qui influent sur l'altération et le stockage du carbone. L'enregistrement ancien met en garde : lorsque les freins naturels du réchauffement s'affaiblissent au même moment où l'accélérateur est enfoncé, le système climatique peut réagir par des changements brusques et durables.

Citation: Sun, S., Chen, A., Ogg, J.G. et al. An abrupt drop in weathering flux amplified the Artinskian Warming Event during the Late Paleozoic Ice Age. Commun Earth Environ 7, 257 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03288-3

Mots-clés: réchauffement climatique ancien, altération des roches, CO2 volcanique, déglaçage d'une ère glaciaire, histoire de la Terre au Permien