L'origine de la « Terre boule de glace » enfin comprise ?

Les scientifiques pensent que la Terre a connu plusieurs épisodes de glaciation presque totale. Entre -2,4 milliards d'années et -635 millions d'années. Cette hypothèse, nommée Snowball Earth (Terre boule de glace), est bien admise, bien qu'elle ne fasse pas l'unanimité. Notamment car certaines questions demeurent sans réponses. Le MIT suggère, au travers d'une étude parue dans Proceedings of the Royal Society, que ces glaciationsglaciations ne seraient pas advenues à cause d'une diminution trop importante des températures - due à une moindre entrée des rayons du soleilsoleil ou à un niveau de CO₂ atmosphérique trop bas - mais en raison d'une diminution trop rapide de celles-ci.

Jusqu'à présent, il était supposé que ces glaciations auraient été déclenchées par le passage de seuils. Que certains processus auraient conduit à abaisser la quantité de rayonnement solaire entrante, par exemple via des éruptions volcaniques ou la formation de nuages obstruant le ciel. Pour en avoir le cœur net, des scientifiques ont conçu un modèle mathématique simplifié du système climatique de la Terre.

Certaines éruptions volcaniques peuvent aboutir à des « hivers volcaniques », où les températures s'affaissent dans une zone plus ou moins grande. Dans l'histoire, ces hivers ont été la cause de plusieurs famines. © James Thew, Adobe Stock

Emballement climatique

Ce modèle représente les relations entre le rayonnement solaire entrant et sortant, la température de surface de la Terre, la concentration de CO₂ atmosphérique, ainsi que les effets de l'altération sur l'absorptionabsorption et le stockage de ce CO₂ atmosphérique. L'ensemble de ces équationséquations mathématiques donnent une idée des conditions qui peuvent provoquer une Terre boule de glace.

« Il est raisonnable de supposer que les glaciations passées ont été induites par des changements géologiquement rapides du rayonnement solaire », conclut Constantin Arnscheidt, coauteur de l'étude, grâce à ce modèle. Le chercheur estime que la Terre gèle si la lumièrelumière solaire entrante diminue d'environ 2 % en seulement 10.000 ans. Ce qui, géologiquement parlant, est très rapide. Et provoque un emballement climatique.

Puisque moins de rayons solaires entrants signifie que la glace s'étend sur toute la Planète. Or, la glace réfléchit davantage la lumière. Car son albédo est supérieur à celui d'une surface plus sombre et absorbante. Cette réflectance conduit à refroidir les surfaces. La glace se développe de plus en plus. Ce phénomène, appelé rétroactionrétroaction glace-albédo, est un cercle vicieux jusqu'à la glaciation totale. 

L'albédo est le pouvoir réfléchissant d'une surface. Situé entre 0 et 1, un chiffre plus élevé signifie une réflectance plus importante. © Standret, Adobe Stock

Une hypothèse à considérer de nos jours

Ces glaciations auraient pris fin par le biais du cycle du carbone terrestre. Notre planète, une fois glacée, accumulerait du CO₂ atmosphérique. L'effet de serreeffet de serre engendré pousserait alors vers la fin de l'âge glaciaire.

À partir de ces conclusions, les chercheurs du MIT font deux parallèles. D'une part, avec la recherche de la vie extraterrestre. « Vous pourriez avoir une planète, qui reste dans une zone habitable classique, mais dont la lumière entrante change trop rapidement, provoquant une Terre boule de glace », suppose Constantin Arnscheidt. Mettant en évidence « qu'il y a tellement plus de nuances dans le concept d'habitabilité ».

D'autre part, avec le dérèglement climatique. « Même si l'humanité ne déclenchera par une glaciation sur notre trajectoire climatique actuelle, l'existence d'un tel point de basculement à l'échelle mondiale peut rester préoccupante, souligne Constantin Arnscheidt. Nous devons nous méfier de la vitessevitesse à laquelle nous modifions le climatclimat de la Terre, et pas seulement de l'ampleur du changement, puisqu'il pourrait y avoir d'autres points de basculement ».