Le réchauffement du Paléocène a dévasté les Pyrénées espagnoles

Prédire l’intensification des précipitations, dont les conséquences peuvent s’avérer destructrices, représente l’un des principaux enjeux de la recherche sur les changements climatiques. Un des moyens pour en savoir plus consiste à se tourner vers le passé afin de trouver des cas analogues à ce que la Terre s’apprête à vivre. Les éléments de réponse que fournissent les archives géologiques sont tout sauf rassurants. Une équipe de chercheurs dirigée par Sébastien Castelltort, professeur associé au Département des sciences de la Terre (Faculté des sciences), s’est en effet penchée sur un réchauffement global datant d’il y a 56 millions d’années. Elle a mesuré des traces  témoignant de crues dont l’amplitude a été multipliée par 8 – et parfois même 14 –, et de disparition de la végétation au profit d’un décor de galets. Un scénario catastrophe que décrit un article paru le 6 septembre dans la revue Scientific Reports.

L’événement climatique extrême survenu entre le Paléocène et l’Éocène (Palaeocene-Eocene Thermal Maximum ou PETM) est bien connu des géologues. En  10 000 à 20 000 ans à peine, la température moyenne de la planète a augmenté de 5 à 8 degrés et n’a retrouvé son niveau d’origine que quelques centaines de milliers d’années plus tard.

Ce bouleversement est associé à une hausse des gaz à effet de serre dans l’atmosphère dont l’origine est attribuée à plusieurs causes possibles telles que l’activité volcanique, intense à cette période, ou la déstabilisation des hydrates de méthane, stables sous certaines conditions de pression et de température, qui ont été libérés notamment par la fonte du pergélisol.

Des palmiers se sont mis à pousser au pôle Nord

Quoi qu’il en soit, des palmiers se sont mis à pousser au pôle Nord et certaines espèces de plancton marin, comme les dinoflagellés du genre Apectodinium, normalement restreintes aux eaux tropicales, se sont soudainement répandues sur toute la surface du globe. Les géologues estiment que la température des eaux de surface s’est approchée des 36 degrés par endroits, un niveau létal pour de nombreux organismes.

Les conséquences locales de cette escalade calorique sur le cycle hydrologique sont plus difficiles à mesurer. La question est cependant importante étant donné l’analogie qui peut être établie avec le réchauffement actuel, sachant que les derniers modèles climatiques prévoient même une augmentation de la température globale jusqu’à 100 fois plus rapide que durant le PETM.

Il se trouve que, dans les Pyrénées espagnoles, affleurent des sédiments datant de cette époque lointaine qui permettent d’observer les anciens chenaux de rivières et d’en connaître la largeur. Dans le cadre de sa thèse, Chen Chen, doctorant à la Faculté des sciences et coauteur de l’article, a mesuré la taille de milliers de galets charriés par ces cours d’eau fossiles dans la région de Roda de Isabena. Grâce à la relation directe qui existe entre cette valeur et la pente des rivières, les chercheurs ont pu calculer la profondeur et le débit de ces dernières.

À partir de ces données, les auteurs ont tenté de retracer le cours des événements. Il y a 56 millions d’années, les Pyrénées sont en cours de formation. Les plaines inondables qui bordent la chaîne en train de se soulever sont parcourues par de petits chenaux isolés qui déposent des alluvions très fertiles. La végétation s’y développe et ses racines ancrent le terrain. Parvenues au pied des montagnes, ces petites rivières s’orientent ensuite vers l’ouest pour se jeter dans l’Atlantique, qui n’est alors qu’à une trentaine de kilomètres de la zone d’étude.

Le réchauffement transforme profondément le paysage

Arrive le réchauffement qui transforme profondément le paysage. Des crues exceptionnelles, qui se produisent tous les 2 à 3 ans, sont jusqu’à 14 fois plus importantes qu’auparavant. Les rivières changent constamment de cours, ne s’adaptent plus à la hausse du débit en creusant leur lit mais s’élargissent, parfois de façon spectaculaire. Les cours d’eau étudiés passent ainsi parfois de 15 mètres à 160 mètres de largeur. Au lieu d’être piégées dans les plaines d’inondation, les alluvions sont emportées vers l’océan, et avec elles la végétation. Ne reste qu’un paysage de désolation, formé d’étendues de graviers, traversées par des rivières torrentielles.

Le réchauffement survenu à la limite du Paléocène et de l’Éocène entraîne une plus forte saisonnalité avec, notamment, des étés plus chauds. L’évaporation s’intensifie et provoque une hausse des précipitations dans une proportion inattendue.

En général, les scientifiques estiment qu’un degré d’élévation de la température implique une hausse de 7% de la capacité de rétention de l’humidité dans l’air. Mais l’étude menée par les géologues genevois, en collaboration avec des chercheurs des universités de Lausanne,
Utrecht, Western Washington et Austin, dresse un tableau plus complexe.

«Avec une multiplication par 14 de l’amplitude des crues, nous nous trouvons face à des effets que nous ne comprenons pas, précise Sébastien Castelltort. Ils s’expliquent peut-être par des facteurs locaux ou encore par des effets qui ne sont pas encore incorporés dans les modèles climatiques actuels. Notre étude prouve en tout cas que les risques associés au réchauffement climatique sont plus importants qu’on ne le pense généralement.» —