Vu dans sa globalité, le climat terrestre a montré une étonnante stabilité. Ces températures tempérées ont permis à la vie de se développer. Toutefois, quand on regarde dans le détail, on note plusieurs « accidents » climatiques, notamment de grandes glaciations qui ont noyé le globe sous une épaisse couche de glace. Retour sur ces périodes qui ont été les plus froides de l’histoire terrestre.
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Si, dans son ensemble, le climat terrestre a généralement été chaud, avec des températures supérieures à celles que nous connaissons aujourd'hui, l'histoire de notre Planète est cependant ponctuée d'épisodes de froids intenses. Ces glaciationsglaciations très sévères sont souvent référencées sous le terme de « Terre boule de neige », car elles ont impliqué un englacement global, allant des pôles jusqu'à l'équateur.
Une première glaciation il y a 2,9 milliards d’années
La plus ancienne glaciation connue à ce jour est la glaciation de Pongola, qui serait survenue il y a 2,9 milliards d'années, au Mésoarchéen. Cet épisode reste cependant très mal contraint. On ne sait ainsi pas quelles ont été les températures atteintes durant cette glaciation, qui semble avoir été causée par une chute globale des taux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Il a été proposé que ce premier changement climatiquechangement climatique majeur dans l'histoire de la Terre ait été en lien avec une phase d’oxygénation liée à l’apparition des premiers organismes photosynthétiques. L'apport d'oxygène dans l'atmosphère primitive de la Terre, même à très faibles taux, aurait en effet dans un premier temps perturbé le cycle du carbonecycle du carbone. Or, on sait que ces perturbations sont généralement à l'origine des grandes glaciations. L'extension de l'englacement n'est cependant pas connue pour la glaciation de Pongola. Les indices manquent pour dire s'il s'agit d'une glaciation globale ou pas.
Glaciation huronienne, la Grande Oxygénation en cause
Ce premier épisode marque cependant le début d'une série de glaciations majeures. Le début de l'ère ProtérozoïqueProtérozoïque, entre 2,5 et 2,2 milliards d'années, est ainsi marqué par la glaciation huronienne. Là encore, la hausse des taux d'oxygène serait en cause, puisque cet épisode coïncide avec l’événement dit de « la Grande Oxygénation ».
Contrairement à aujourd'hui, l'atmosphère est encore réductrice. C'est-à-dire qu'elle est riche en éléments qui vont réagir immédiatement au contact de l'oxygène. L'oxydationoxydation du méthane va ainsi former du dioxyde de carbonedioxyde de carbone et de l'eau. Ces deux composés étant des gaz à effet de serre moins puissants que le méthane lui-même, cette oxydation va entraîner une réduction de l'effet de serre et donc un abaissement des températures. Cet effet se cumule avec une irradiationirradiation solaire encore faible (le jeune SoleilSoleil n'ayant pas encore atteint toute sa puissance). En même temps, le contexte tectonique, avec la formation de nouvelles surfaces continentales, tend à faire augmenter les taux d'altération. Un processus qui, naturellement, capte du CO2 atmosphérique. L'ensemble de ces événements auraient entraîné la survenue d'une longue glaciation, certainement l'une des plus sévères de l'histoire de la Terre. Il n'est cependant pas sûr qu'il s'agisse d'un épisode « Terre boule de neige ». Quoi qu'il en soit, les températures moyennes auraient pu alors descendre jusqu'à -25 °C d'après certaines études. Rappelons qu'actuellement la température moyenne du globe est de 14 °C.
Le Néoprotérozoïque : l’ère la plus froide de l’histoire terrestre
À la suite de cet épisode glaciaire, qui s'accompagne d'ailleurs de la première extinction de masseextinction de masse, le climat va doucement se réchauffer. Le Mésoprotérozoïque, entre 1,6 et 1 milliard d'années, est ainsi une période plutôt chaude dans l'histoire du globe, caractérisée par des forts taux de CO2 dans l'atmosphère. La situation va cependant se dégrader au NéoprotérozoïqueNéoprotérozoïque. Cette ère est en effet marquée par trois grandes glaciations, qui vont s'enchaîner rapidement. Il s'agit certainement de la période la plus froide de l'histoire terrestre.
Tout débute avec la glaciation Sturtienne, qui semble avoir été globale. Entre 717 et 660 millions d'années, soit un intervalle de 57 millions d'années, la Terre est alors recouverte de glaces, bien que certaines études suggèrent qu'une étroite bande océanique au niveau de l'équateur n'ait pas gelé. Il s'agit certainement du plus sévère et plus long épisode glaciaire que l'on connaisse correctement. Cette glaciation a laissé beaucoup de marqueurs géologiques sur l'ensemble des continents du globe, révélant son extension.
Plusieurs causes coïncidentes sont évoquées pour l’expliquer. La première est l'effet de l'altération de grandes surfaces de roches basaltiquesbasaltiques, qui, comme on l'a dit plus haut, retire du CO2 de l'atmosphère, faisant ainsi chuter l'effet de serre. La deuxième serait liée au contexte tectonique : de récentes reconstructions paléogéographiques montrent en effet que cette période est marquée par la fragmentation du supercontinentsupercontinent Rodinia, qui s'est accompagnée d'une réorganisation des plaques tectoniquesplaques tectoniques ayant entraîné une réduction de la longueur des dorsales océaniquesdorsales océaniques. Or, les dorsales, via le volcanismevolcanisme qui s'y produit, émettent habituellement beaucoup de CO2. Les modèles montrent toutefois que le contexte tectonique aurait mené à une baisse notable de ces émissionsémissions. Les taux de CO2 dans l'atmosphère se seraient alors drastiquement réduits, jusqu'à atteindre la moitié des taux actuels !
Au Cryogénien, une température moyenne du globe largement négative
Peu de temps après la fin de la glaciation Sturtienne se déclenche une nouvelle glaciation globale : la glaciation Marinoenne. Elle durera de 654 à 632 millions d'années environ. Encore une fois, la Terre se retrouve recouverte d’une couche de glace de 1 à 2 kilomètres d’épaisseur ! Ces deux grands épisodes définissent la période du CryogénienCryogénien, qui porteporte bien son nom. La température moyenne du globe durant cette période a été estimée à -12 °C.
La fin du Néoprotérozoïque est également marquée par une troisième grande glaciation, celle de Gaskiers. Située à l'Édiacarien, vers 579 millions d'années, elle s'étend sur « seulement » 340 000 ans. Malgré sa courte duréedurée, il s'agit probablement d'un nouvel épisode de « Terre boule de neige ».
Si la Terre connaîtra ensuite plusieurs épisodes glaciaires, aucun ne sera aussi sévère que ceux qui ont marqué la période du PrécambrienPrécambrien.
