TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA

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Le temps des modèles climatiques performants

Les données géologiques contradictoires et si dépendantes des lieux géographiques d’observation ne suffisent plus. L’usage de modèles climatiques est devenu indispensable. Depuis le modèle de Boudyko, bien des améliorations ont été apportées. La difficulté majeure est de contraindre les paramètres et les conditions initiales de modèles établis pour l’époque actuelle et non pour le Néoprotérozoïque. Ils doivent intégrer, outre l’albédo et l’intensité lumineuse (le rayonnement solaire représentait alors 94 p. 100 de ce qu’il est aujourd’hui), les gaz à effet de serre (CO2, vapeur d’eau, méthane…) dont il faut évaluer les concentrations à l’époque, le cycle du carbone avec les deux puits de CO2 que sont la photosynthèse et l’altération des roches, l’activité volcanique productrice non seulement de CO2, mais aussi de poussières, etc. Les discussions tournent le plus souvent autour de la pertinence des modèles, trop simples, inexacts par rapport aux observations géologiques… Il est indispensable de comprendre les divers forçages et rétroactions qui contrôlent le climat, de déterminer les conditions limites pour lesquelles on passe d’un système stable et contrôlé à un système instable qui bascule en des temps très courts. Sur des périodes aussi longues que les glaciations néoprotérozoïques, les paramètres orbitaux de la Terre doivent être considérés. Surtout, il faut prendre en compte la particularité du Néoprotérozoïque, la position tropicale des continents, ce que ne faisait pas le modèle slushball, avec un supercontinent en position polaire, et bien sûr la modification des circulations atmosphériques et océaniques liée à la dislocation de Rodinia.

Parmi les progrès considérables effectués depuis 1964, l’arrivée de l’informatique, des calculateurs surpuissants et d’algorithmes appropriés a permis de grandes avancées dans la modélisation des climats. On peut donc penser une paléoclimatologie raisonnable. Les progrès de techniques comme celles des microsondes ou de la spectrométrie de masse ont permis de développer la géochimie. L’étude des fractionnements isotopiques du carbone, de l’oxygène ou du soufre dans des molécules telles que carbonates, sulfates ou borates lors de réactions intervenant dans les échanges entre les divers compartiments du système Terre, associée aux mesures isotopiques dans les formations géologiques, a conduit à une meilleure compréhension du système Terre-océan-atmosphère-biosphère. La géochimie est devenue essentielle à l’étude des glaciations du Cryogénien.

Résolution de la troisième condition de Kirschvink

Parmi les tests proposés par Kirschvink, le synchronisme des différents dépôts de tillites était la condition de la généralité de la glaciation. Après 1998, le grand problème reste de déterminer le nombre de glaciations, leur âge et leur étendue. Les données paléomagnétiques sont encore très discutées au début des années 2000. David Evans réfute la plupart d’entre elles, estimant que la magnétisation des roches n’a pas été acquise lors de leur formation. De nouvelles études paléomagnétiques confirment pourtant la présence de tillites à l’équateur et le caractère mondial des glaciations. Mais Nicholas Eyles, en 2003, remet en cause l’origine glaciaire de toutes les tillites qui se sont déposées dans les bassins marins du rift lors de la dislocation de Rodinia. Il leur attribue une origine strictement tectono-sédimentaire même si certaines montrent une influence glaciaire. Il considère toujours dans les années 2010 que les glaciations cryogéniennes ne sont que régionales, non synchrones et principalement dues à la tectonique.

Les techniques de radiochronologie (uranium-plomb et rhénium-osmium) utilisées au cours des années 2010 ont permis de dater de façon très précise les formations géologiques du Cryogénien et de mettre fin, semble-t-il, aux incertitudes de datation. Les formations déposées sur de nombreux paléocontinents au début de la glaciation sturtienne sont, selon ces mesures, parfaitement synchrones. Il en est de même pour celles qui marquent la sortie des deux glaciations sturtienne et marinoenne. Les résultats sont moins contraints pour l’entrée en glaciation marinoenne. Le premier test de Kirschvink est enfin pour l’essentiel validé.

Ainsi, deux glaciations mondiales se son [...]

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Première preuve de glaciation précambrienne

Première preuve de glaciation précambrienne
Crédits : Hans Reusch/ coll. P. Hoffman

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Les périodes de Terre « boule de neige » dans l’échelle stratigraphique

Les périodes de Terre « boule de neige » dans l’échelle stratigraphique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les deux principaux puits de CO2

Les deux principaux puits de CO2
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dropstone glaciaire d’âge précambrien

Dropstone glaciaire d’âge précambrien
Crédits : P.F. Hoffman photo

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Écrit par :

  • : docteure en épistémologie et histoire des sciences, chercheuse associée au Centre François Viète, université de Nantes

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  • Écrit par 
  • Janine BERTRAND-SARFATI, 
  • Renaud CABY
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Dans le chapitre «  Les glaciations »  : […] La fin du Néoprotérozoïque est marquée sur toute la planète par plusieurs périodes de glaciations dont on retrouve les traces (tillites et mixtites). La glaciation datée de — 765 Ma semble limitée à l'Afrique. Deux autres, plus globales, se seraient produites vers — 710 ± 20 Ma (Sturtien) et vers — 635 Ma (Marinoan). La signature magnétique des pôles suggère que les glaciers ont atteint des latit […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Françoise DREYER, « TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hypothese-de-la-terre-boule-de-neige/