Les lents bouleversements de la géographie terrestre
La surface de notre planète n’est pas figée dans le temps. Sur des centaines de millions d’années, les continents dérivent, entrent en collision et se réassemblent pour former de vastes supercontinents qui redessinent la topographie et l’atmosphère terrestres. Ces cycles géologiques se déroulent sur des échelles de temps qui dépassent de loin l’histoire humaine, tout en laissant des marques durables sur le climat, la circulation océanique et la survie des espèces.
La prochaine de ces grandes transformations pourrait entraîner des conséquences d’une ampleur inédite. Bien qu’elle se situe à plusieurs centaines de millions d’années dans l’avenir, la formation du prochain supercontinent de la Terre devrait créer des extrêmes environnementaux inconnus jusqu’alors, avec de profondes implications pour la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui.
Une récente étude validée par des pairs, publiée dans la revue Nature Geoscience, examine à quoi pourrait ressembler un tel monde. En combinant une modélisation climatique avancée avec des projections tectoniques et atmosphériques, les chercheurs proposent l’une des prévisions les plus détaillées à ce jour concernant l’avenir à long terme de la Terre. Leurs conclusions esquissent un scénario dans lequel la hausse des températures et le déclin de l’habitabilité convergent sur la majeure partie des terres émergées.
La naissance de Pangea Ultima et le réchauffement extrême
La prémisse centrale de cette recherche repose sur la formation de Pangea Ultima, un futur supercontinent dont l’émergence est prévue dans environ 250 millions d’années. Tandis que les plaques tectoniques de la Terre continuent de se déplacer, les continents actuels devraient converger pour former une seule masse continentale massive s’étendant de part et d’autre de l’équateur.
Cette nouvelle configuration altérerait l’équilibre énergétique de la planète de manière fondamentale. Avec moins de surface océanique pour modérer la chaleur et une plus grande proportion de terres concentrées dans les tropiques, les températures mondiales augmenteraient fortement. Les auteurs de l’étude ont modélisé ces conditions à l’aide du modèle de circulation générale HadCM3L, en y intégrant une augmentation de 2,5 pour cent du rayonnement solaire, ce qui correspond aux estimations astrophysiques pour cette période.
Les simulations montrent que les températures moyennes mondiales sur les terres augmenteraient de 30 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels. Sur le futur supercontinent, les températures moyennes atteindraient des valeurs comprises entre 24,5 degrés Celsius et 35,1 degrés Celsius, avec des pics régionaux grimpant nettement plus haut. Les chercheurs identifient trois facteurs clés à l’origine de ce résultat qui dépasse les limites physiologiques de nombreux mammifères : l’effet de continentalité, l’augmentation de la luminosité solaire et les fortes concentrations de dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique, prévues à la hausse en raison de l’intensification de l’activité volcanique durant la convergence continentale.
Un stress thermique critique pour le règne animal
L’une des découvertes les plus notables de l’étude concerne les seuils de stress thermique. Les mammifères régulent la température de leur corps par un refroidissement évaporatif, tel que la transpiration ou le halètement, mais ce mécanisme échoue lorsque la chaleur et l’humidité dépassent une certaine limite. L’équipe de recherche utilise des indicateurs tels que la température du thermomètre mouillé et l’indice Humidex pour estimer les chances de survie dans diverses régions.
Des températures du thermomètre mouillé supérieures à 35 degrés Celsius, la limite à laquelle les humains ne peuvent plus se refroidir efficacement, devraient se produire à grande échelle. Les valeurs de l’Humidex, utilisées pour évaluer l’impact combiné de la température et de l’humidité, dépassent également les niveaux jugés dangereux. Même dans des scénarios de CO2 de niveau moyen fixés à 560 ppm, seuls 16 pour cent de la surface terrestre du supercontinent resteraient dans des seuils habitables. À des niveaux de CO2 plus élevés atteignant 1 120 ppm, cette part chute à seulement 8 pour cent.
« Des températures généralisées comprises entre 40 et 50 degrés Celsius (104 et 122 degrés Fahrenheit), et des extrêmes quotidiens encore plus importants, aggravés par des niveaux élevés d’humidité, scelleraient en fin de compte notre sort, » a déclaré le Dr Alexander Farnsworth, auteur principal et chercheur associé principal à l’Université de Bristol, qui a coordonné la modélisation. Outre le stress thermique direct, l’aridité réduirait l’accès à l’eau et à la végétation, limitant ainsi la disponibilité de la nourriture. Une potentielle migration à travers de vastes intérieurs désertiques deviendrait de plus en plus difficile, tandis que les refuges aux hautes latitudes n’offriraient qu’un soulagement très limité.
Volcanisme, cycle du carbone et précédents historiques
Les événements d’extinction passés ont souvent fait suite à de fortes augmentations du CO2 atmosphérique. Les chercheurs ont modélisé les niveaux de carbone à long terme à l’aide du cadre biogéochimique SCION, en tenant compte des mouvements des plaques tectoniques, du dégazage volcanique et des modifications de l’altération continentale. L’étude estime que les futurs niveaux de fond de CO2 se situeront entre 410 et 816 ppm, avec une valeur moyenne de 621 ppm, générant un climat de serre soutenu sans même un apport anthropique supplémentaire.
L’efficacité réduite de l’altération des silicates, qui agit comme un puits naturel de CO2, sur un supercontinent asséché ralentirait encore davantage l’élimination du carbone excédentaire de l’atmosphère. Les archives historiques fournissent des comparaisons tout à fait pertinentes. L’extinction de la fin du Permien, survenue il y a environ 252 millions d’années, a été marquée par un pic de température d’environ 10 degrés Celsius et par la perte de plus de 90 pour cent des espèces marines. Des dynamiques de carbone et de température similaires sont projetées pour la période de Pangea Ultima.
Comme le souligne le rapport d’Earth.com sur l’étude, « avec autant de territoires devenant arides, la quête de nourriture et d’hydratation deviendrait redoutable. » Les conditions terrestres dépasseront probablement les seuils de ces époques reculées. Même les espèces dotées de stratégies d’adaptation comme l’hibernation ou l’enfouissement feraient face à une pression croissante, en particulier lorsque la perte de végétation fragilise les écosystèmes sous toutes les latitudes.
Repenser la notion d’habitabilité au-delà de notre monde
Ces nombreuses conclusions ont des répercussions directes sur l’étude des exoplanètes. Traditionnellement, l’habitabilité planétaire est évaluée en utilisant la distance orbitale par rapport à une étoile. La propre trajectoire de la Terre montre que l’habitabilité n’est en rien une donnée figée ; elle peut varier en fonction de dynamiques internes telles que la disposition des continents et la chimie atmosphérique.
« Ce travail souligne également qu’un monde situé dans la soi-disant ‘zone habitable’ d’un système solaire pourrait ne pas être le plus hospitalier pour les humains selon que les continents sont dispersés, comme nous l’avons aujourd’hui, ou en un seul grand supercontinent, » a expliqué le Dr Farnsworth, tel que cité dans la revue Nature Geoscience.
Dans des conditions de fort CO2 et d’ensoleillement accru, la Terre elle-même ne répondrait plus aux critères des indices astrophysiques largement utilisés, comme l’indice de similarité avec la Terre (Earth Similarity Index, ou ESI), qui prend en compte la masse, le rayon, la température et la capacité à retenir de l’eau liquide. L’équipe de recherche a constaté que tous les scénarios projetés pour Pangea Ultima ne parviennent pas à atteindre le seuil d’habitabilité de 0,8 de l’ESI, bien que la planète demeure bel et bien dans sa zone orbitale actuelle.
Selon la source : dailygalaxy.com
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