Il y a plus de 700 millions d'années, notre planète a traversé un épisode glaciaire d'une intensité prodigieuse, au point que les calottes glaciaires s'étendaient jusqu'à l'équateur, se rejoignant.
Pour la première fois, des géologues ont réussi à déterminer la température de l'océan sous la glace au cours de cette période, nommée époque de la "Terre boule de neige". Leurs observations, parues dans
Nature Communications, évaluent cette température à environ -15°C, ce qui représente la plus basse jamais documentée pour de l'eau de mer.
Afin d'établir cette estimation, les scientifiques se sont penchés sur des dépôts de fer oxydé datant de cette ère. Leur étude des isotopes du fer a permis de démontrer que l'eau était alors extrêmement froide. Cette approche s'appuie sur le principe selon lequel la transformation du fer se produit de manière distincte en fonction de la température dans un milieu dépourvu d'oxygène, à l'image des océans qui stagnaient alors sous la banquise.
Le maintien de l'eau à l'état liquide nécessitait une salinité hors du commun. Les données indiquent que la mer était jusqu'à quatre fois plus salée que les océans contemporains. Cette forte concentration en sel, comparable à celle de certains lacs de l'Antarctique, a empêché la congélation totale malgré le froid intense, autorisant ainsi la persistance de réservoirs d'eau liquide.
Plusieurs spécialistes ont partagé leurs impressions sur ces résultats. Le géochimiste Andy Heard a qualifié la méthode d'originale, tout en préconisant une interprétation qualitative des mesures. Pour sa part, Jochen Brocks a fait remarquer que ses propres travaux sur la salinité viennent étayer l'existence de ces conditions extrêmes, ce qui accroît la vraisemblance du scénario décrit.
Le mécanisme de rétroaction glace-albedo
L'albedo désigne le pouvoir réfléchissant d'une surface face au rayonnement solaire. Les surfaces claires, à l'instar de la glace ou de la neige, renvoient une grande partie de cette énergie vers l'espace, contribuant ainsi au refroidissement de l'atmosphère.
Lorsque le climat terrestre se refroidit, l'extension des glaces augmente l'albedo global. Ce phénomène provoque un abaissement supplémentaire des températures, qui génère à son tour davantage de glace, créant une boucle de rétroaction positive. Ce processus peut connaître une amplification rapide.
Durant l'épisode de la "Terre boule de neige", ce mécanisme a vraisemblablement conduit à un englacement quasi complet du globe. Il montre comment de légères modifications initiales sont susceptibles d'accentuer les effets climatiques sur de très longues durées.
De nos jours, la compréhension de cette rétroaction est utile pour anticiper l'évolution du climat, particulièrement dans un scénario où la fonte des glaces, en réduisant l'albedo, pourrait participer à une élévation accélérée des températures dans un mécanisme similaire mais inversée.