TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA

Le temps des modèles climatiques performants

Les données géologiques contradictoires et si dépendantes des lieux géographiques d’observation ne suffisent plus. L’usage de modèles climatiques est devenu indispensable. Depuis le modèle de Boudyko, bien des améliorations ont été apportées. La difficulté majeure est de contraindre les paramètres et les conditions initiales de modèles établis pour l’époque actuelle et non pour le Néoprotérozoïque. Ils doivent intégrer, outre l’albédo et l’intensité lumineuse (le rayonnement solaire représentait alors 94 p. 100 de ce qu’il est aujourd’hui), les gaz à effet de serre (CO₂, vapeur d’eau, méthane…) dont il faut évaluer les concentrations à l’époque, le cycle du carbone avec les deux puits de CO₂ que sont la photosynthèse et l’altération des roches, l’activité volcanique productrice non seulement de CO_2, mais aussi de poussières, etc. Les discussions tournent le plus souvent autour de la pertinence des modèles, trop simples, inexacts par rapport aux observations géologiques… Il est indispensable de comprendre les divers forçages et rétroactions qui contrôlent le climat, de déterminer les conditions limites pour lesquelles on passe d’un système stable et contrôlé à un système instable qui bascule en des temps très courts. Sur des périodes aussi longues que les glaciations néoprotérozoïques, les paramètres orbitaux de la Terre doivent être considérés. Surtout, il faut prendre en compte la particularité du Néoprotérozoïque, la position tropicale des continents, ce que ne faisait pas le modèle slushball, avec un supercontinent en position polaire, et bien sûr la modification des circulations atmosphériques et océaniques liée à la dislocation de Rodinia.

Parmi les progrès considérables effectués depuis 1964, l’arrivée de l’informatique, des calculateurs surpuissants et d’algorithmes appropriés a permis de grandes avancées dans la modélisation des climats. On peut donc penser une paléoclimatologie raisonnable. Les progrès de techniques comme celles des microsondes ou de la spectrométrie de masse ont permis de développer la géochimie. L’étude des fractionnements isotopiques du carbone, de l’oxygène ou du soufre dans des molécules telles que carbonates, sulfates ou borates lors de réactions intervenant dans les échanges entre les divers compartiments du système Terre, associée aux mesures isotopiques dans les formations géologiques, a conduit à une meilleure compréhension du système Terre-océan-atmosphère-biosphère. La géochimie est devenue essentielle à l’étude des glaciations du Cryogénien.