Quelle a été la période la plus chaude de l’histoire terrestre ?

Nombreux sont les paramètres qui influencent le climat terrestre. Ils peuvent être externes, comme les variations des paramètres orbitaux de la Terre, l'intensité de l'activité solaire et les chutes de météoritesmétéorites, ou liés à des grands processus géologiques qui modifient le cycle du carbone comme les éruptions volcaniques majeures et le mouvementmouvement des plaques tectoniques. Ce dernier influence grandement les courants océaniques, dont le rôle sur le climat n'est plus à démontrer. Enfin, il y a l'Homme, qui via la combustioncombustion d'énergies fossiles, entraine une hausse rapide et sans précédent des taux de CO₂ dans l’atmosphère.

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Le volcanisme est souvent responsable de fluctuations du climat au cours de l'histoire terrestre © Alfazet Chronicles, Adobe Stock

Si l'on met cette dernière cause de côté, on se rend compte qu'au cours de son histoire, la TerreTerre a eu de nombreuses occasions de subir des évolutions climatiques au cours de son histoire. Les archives géologiques témoignent ainsi de nombreuses fluctuations des températures, parfois extrêmes.

Des conditions climatiques difficiles à reconstruire pour la Terre primitive

Si notre vision du passé climatique est plutôt claire pour les époques géologiques les plus récentes, plus on remonte dans le temps, plus elle devient floue. Le remaniement constant de la surface continentale par les processus érosifs et tectoniques a en effet tendance à effacer les marqueurs géologiques, à fortiori ceux permettant de reconstruire le climat du passé, qui ne sont déjà pas évidents à retrouver. Ainsi, si l'on suppose que du fait d'une atmosphèreatmosphère plus riche en CO₂ dans les premiers temps de la Terre, le climat devait être globalement plus chaud qu'actuellement, il est difficile de connaître la température moyenne par exemple à l'ArchéenArchéen, d'autant plus que l'intensité du SoleilSoleil était alors moins forte.

Difficile de savoir quelles étaient les conditions climatiques sur le Terre primitive, il y a plus de 3 milliards d'années © Silicon Worlds / ESA

Un climat plutôt chaud au Paléozoïque et Mésozoïque

Si le ProtérozoïqueProtérozoïque (2,5 milliards d'années à 542 millions d'années) est marqué plutôt par une série de glaciationsglaciations, l'ère du PaléozoïquePaléozoïque est quant à elle considérée comme une période plutôt chaude de l'histoire terrestre. L'atmosphère est en effet riche en gaz à effet de serregaz à effet de serre comme le dioxyde de carbonedioxyde de carbone et le méthane. Au CambrienCambrien, on estime que les températures moyennes du globe tournaient ainsi autour de 20 à 25°C (contre 15°C actuellement). Une situation qui va empirer avec l'effet de serre au début de l'OrdovicienOrdovicien, vers 485 millions d'années, avant que ne survienne une glaciation entre 460 et 440 millions d'années. De nouvelles périodes climatiques chaudes et humides vont ainsi se succéder, notamment au DévonienDévonien (416 à 359 millions d'années) et au CarbonifèreCarbonifère (359 à 299 millions d'années). Le PermienPermien va quant à lui se terminer par un épisode de chaleurchaleur et de sécheressesécheresse extrême en raison de l'éruption des TrappsTrapps de Sibérie, qui vont relâcher d'énormes quantités de CO₂ dans l'atmosphère. Cette crise climatique, avec des températures moyenne frôlant les 30°C, va causer une extinction de masse majeure qui va marquer la transition avec le TriasTrias et l'entrée dans l'ère du MésozoïqueMésozoïque.

La fin du Permien est marqué par un réchauffement intense qui va produire une extinction de masse particulièrement sévère © Victor Leshyk, Université du Connecticut

Cette nouvelle ère qui s'étend de 251 à 65 millions d'années sera globalement chaude, aucune glaciation majeure n'ayant été enregistrée durant tout cet intervalle. Malgré des fluctuations et quelques périodes plus froides, le climat du Trias, du JurassiqueJurassique et du CrétacéCrétacé est ainsi plus chaud qu'actuellement, en partie à cause des taux de CO₂ plus élevés qu'aujourd'hui.

Le maximum thermique du Paléocène-Éocène : période la plus chaude de l’histoire terrestre récente

L'ère du CénozoïqueCénozoïque, qui débute après l'extinction des dinosauresdinosaures, est la mieux caractérisée au niveau climatique. Elle est marquée par des bouleversements majeurs du climat, avec des températures extrêmes. Le PaléocènePaléocène (66 à 56 millions d'années) est ainsi marqué par des températures moyennes de 30°C. Le pic est atteint il y a 56 millions d'années, lors du maximum thermique du Paléocène-Éocènemaximum thermique du Paléocène-Éocène (PETM). En l'espace de 20 000 ans, les températures grimpent de 5 à 8°C ! C'est certainement la période la plus chaude de l'histoire terrestre récente. C'est en tout cas celle qui est la mieux documentée.

Evolution des températures du Paléocène à nos jour. Le maximum thermique est visible comme un pic très abrupte à la limite paléocène-éocène © Robert A. Rohde, Wikimedia Commons, cc by-sa 3.0

On parle souvent d'événement hyperthermique pour décrire le PETM. Plusieurs causes ont été suggérée pour expliquer cet épisode de réchauffement extrême mais la plus probable est le volcanismevolcanisme. 12 000 gigatonnes de carbone auraient ainsi été libérées dans l'atmosphère. Le coupable pourrait être l’ouverture de l’océan Atlantique Nord, preuve que les processus tectoniques peuvent être à l'origine de perturbations climatiques majeures. Cette ouverture entre l'Europe et l'Amérique du Nord va s'accompagner par l'émissionémission d'importants volumesvolumes de lavelave au niveau des marges continentales en formation. L'injection de magmamagma dans les sédimentssédiments marins va de plus entrainer une importante libération de gaz à effet de serre, via la combustion de la matièrematière organique. Cette perturbation très rapide du cycle du carbone aurait ainsi été à l'origine d'un effet de serre sans précédent.