Des traces fossiles d’une ancienne forêt tropicale ont été récemment découvertes dans l’ouest de l’Antarctique. Il y a environ 90 millions d’années, l’Antarctique occidental abritait une forêt pluviale tempérée florissante, selon une nouvelle étude. En témoignent les racines fossiles, le pollen et les spores récemment découverts là-bas.
Le monde était alors différent. Au milieu du Crétacé (il y a 145 à 65 millions d’années), les dinosaures parcouraient la Terre et le niveau de la mer était 170 mètres plus haut qu’aujourd’hui. Les températures à la surface de la mer sous les tropiques ont atteint 95 degrés Fahrenheit (35 degrés Celsius).
Ce climat étouffant a permis à des forêts tropicales similaires à celles que l’on voit aujourd’hui en Nouvelle-Zélande de s’implanter en Antarctique, affirment les chercheurs.
Les restes de la forêt tropicale ont été découverts sous la glace dans une carotte de sédiments qu’une équipe de chercheurs internationaux a collectée sur le fond marin près du glacier de Pine Island, dans l’ouest de l’Antarctique, en 2017.
Dès que l’équipe a vu le noyau, elle a su qu’il s’agissait de quelque chose d’inhabituel. La couche qui s’est formée il y a environ 90 millions d’années était d’une couleur différente. “C’était clairement différent des couches situées au-dessus”, a déclaré Johann Klages, géologue au Centre Alfred Wegener Helmholtz pour la recherche polaire et marine à Bremerhaven, en Allemagne, dans un communiqué.
De retour au laboratoire, l’équipe a placé la carotte dans un scanner CT (tomodensitométrie). L’image numérique résultante montre un réseau dense de racines dans toute la couche de sol. Des pollens anciens, des spores et des restes de plantes à fleurs du Crétacé ont également été trouvés dans la boue.
Un opérateur du Polarstern exploite le système de forage des fonds marins MeBo à l’aide d’une technologie à distance. JP Klages/AWI
En analysant le pollen et les spores, le co-auteur de l’étude, Ulrich Salzmann, paléoécologue à l’Université de Northumbria en Angleterre, a pu reconstruire la végétation et le climat vieux de 90 millions d’années de l’Antarctique occidental. “De nombreux restes de plantes indiquent qu’à cette époque la côte de l’Antarctique occidental était une forêt marécageuse tempérée dense, semblable aux forêts que l’on trouve aujourd’hui en Nouvelle-Zélande”, a déclaré Salzmann dans un communiqué.
La carotte de sédiments a montré qu’au milieu du Crétacé, l’Antarctique occidental avait un climat doux avec une température annuelle moyenne d’environ 54 F (12 C), similaire aux températures de Seattle. Les températures estivales étaient plus chaudes, avec une moyenne de 66 F (19 C). Dans les rivières et les marécages, l’eau peut atteindre 68 F (20 C).
En outre, les chercheurs ont découvert que la quantité de précipitations à cette époque était comparable à la quantité de précipitations au Pays de Galles, en Angleterre, aujourd’hui.
Ces températures sont incroyablement chaudes étant donné que l’Antarctique a connu une nuit polaire de quatre mois, ce qui signifie qu’un tiers de chaque année était sans soleil, source de vie. Mais la planète était alors plus chaude, en partie parce que la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère était élevée – encore plus élevée qu’on ne le pensait auparavant, selon l’analyse des carottes de sédiments, affirment les chercheurs.
“Avant notre étude, l’hypothèse générale était que la concentration mondiale de dioxyde de carbone au Crétacé était d’environ 1 000 ppm (parties par million)”, a déclaré le co-auteur de l’étude Gerrit Lohmann, modélisateur climatique à l’Institut Alfred Wegener, dans un communiqué. “Mais dans nos expériences basées sur des modèles, des niveaux de concentration de 1 120 à 1 680 ppm étaient nécessaires pour atteindre les températures moyennes de l’époque en Antarctique.”
Ces résultats montrent à quel point les puissants gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone peuvent provoquer une hausse des températures, à tel point que l’Antarctique occidental gelé d’aujourd’hui abritait autrefois une forêt tropicale. De plus, cela montre à quel point les effets de refroidissement des calottes glaciaires modernes sont importants, affirment les chercheurs.
Des fossiles de la forêt tropicale luxuriante du pôle Sud, vieux de 53 millions d’années, ont été découverts en Tasmanie. Il y a cinquante millions d’années, des forêts tropicales luxuriantes couvraient l’Antarctique, l’Australie, la Nouvelle-Zélande et la pointe de l’Amérique du Sud. Les chercheurs ont découvert de nouveaux fossiles qui montrent quelles espèces végétales habitaient ces forêts et comment elles se sont adaptées à la vie près du pôle Sud.
Des fouilles récentes dans l’ouest de la Tasmanie ont mis au jour un certain nombre de fossiles végétaux, notamment les restes de deux espèces de conifères jusqu’alors inconnues de la science, qui faisaient partie d’une «forêt polaire» vieille de 53 millions d’années.
Selon une étude publiée le 27 août dans l’American Journal of Botany, la forêt a prospéré à l’époque de l’Éocène (il y a 56 à 33,9 millions d’années), lorsque la température moyenne de la surface de la Terre était de 80 degrés Fahrenheit (27 degrés Celsius) et que les continents du sud se formaient. l’un est une masse continentale géante autour du pôle Sud.
“Cette découverte donne un rare aperçu d’une époque où les températures mondiales étaient beaucoup plus élevées qu’aujourd’hui”, a déclaré l’auteur de l’étude Miriam Slodownik, paléobotaniste et récente doctorante de l’Université d’Adélaïde en Australie, dans un communiqué. «La Tasmanie était beaucoup plus proche du pôle Sud, mais le climat mondial chaud a permis aux forêts luxuriantes de prospérer dans ces régions.»
Des fossiles végétaux ont été découverts près du port de Macquarie, dans l’ouest de la Tasmanie. Wiley Périodiques LLC
Les températures mondiales ont fortement augmenté au cours de l’optimum climatique du début de l’Éocène (il y a 53 à 49 millions d’années), la période précédant la séparation de l’Australie de l’Antarctique il y a entre 45 et 35 millions d’années. De nouveaux fossiles découverts près du port de Macquarie en Tasmanie suggèrent que les plantes tropicales de la forêt polaire se sont déplacées vers le nord à mesure que les continents se séparaient, ensemençant des forêts tropicales qui existent encore aujourd’hui.
Les chercheurs ont déterré plus de 400 fossiles végétaux et les ont analysés en laboratoire à l’aide de microscopes modernes et de photographies ultraviolettes. Ces techniques ont révélé des feuilles et des structures cellulaires bien préservées qui ont aidé l’équipe à identifier 12 espèces végétales différentes. La plupart d’entre eux étaient des ancêtres d’une flore que l’on trouve encore en Australie, en Nouvelle-Zélande et en Amérique du Sud, selon le communiqué. Ces trois masses continentales sont restées reliées entre elles après la dislocation de l’ancien supercontinent Gondwana et le sont restées jusqu’à il y a au moins 49 millions d’années.
Sur les 12 espèces, au moins neuf étaient des conifères, selon l’étude. “Les fossiles les plus impressionnants sont des parents des pins kauri (Agathis), Bunja (Araucaria bidwillii) et Wollemi (Wollemia nobilis), qui fournissent des indices sur l’évolution de ces arbres australiens emblématiques”, a déclaré Slodovnik.
Les chercheurs, en collaboration avec le TasmanianAboriginal Centre, ont également identifié des fougères, des cycadales et deux nouvelles espèces d’arbres éteintes, qu’ils ont baptisées Podocarpus paralungatikensis et Araucaria timkarikensis. Selon le communiqué, «Paralungatik» est le nom original du port de Macquarie et «Timkarik» est le nom aborigène de Tasmanie pour la zone environnante.
L’analyse a révélé que les plantes anciennes se sont adaptées à un environnement polaire qui, il y a 53 millions d’années, connaissait les mêmes régimes lumineux saisonniers extrêmes qu’aujourd’hui. Selon l’étude, les plantes ont développé de grandes feuilles pour maximiser l’absorption de la lumière en été et des feuilles caduques pour conserver les ressources dans des conditions de faible luminosité en hiver.
“L’analyse a montré comment ces plantes se sont adaptées et ont prospéré dans l’hémisphère sud dans des conditions chaudes et sans glace, même avec des changements saisonniers extrêmes près du cercle polaire arctique”, a déclaré Slodovnik.
Mais de nouveaux fossiles révèlent des détails sur des changements encore plus importants. “Ces plantes racontent l’histoire d’un grand changement climatique et du déplacement des plaques tectoniques sur des millions d’années”, a déclaré Soldovnik.
Les scientifiques suggèrent qu’une diminution des niveaux de CO2 atmosphérique s’accompagnerait d’un refroidissement du climat mondial et amènerait probablement la Terre à un seuil permettant la formation de calottes glaciaires.
Le continent Antarctique a probablement également connu un refroidissement local dû à la tectonique des plaques. À cette époque, l’Amérique du Sud et l’Antarctique se sont finalement séparés, ouvrant ce qu’on appelle aujourd’hui le passage de Drake.
“Cela a créé ce que nous appelons le courant circumpolaire, c’est-à-dire que l’eau se déplace en cercle autour de l’Antarctique”, a déclaré Wolf. “Cela isole l’Antarctique du reste du monde et rend beaucoup plus difficile le passage des masses d’air chaud à travers l’océan Austral, ce qui rend l’Antarctique plus froid.”
Il a ajouté que la tectonique des plaques affecte également directement les niveaux de dioxyde de carbone. L’altération des roches et l’activité volcanique font partie du cycle du carbone. Ainsi, sur des milliers d’années, les processus géologiques peuvent modifier l’équilibre des gaz dans l’atmosphère.
Même si certaines incertitudes demeurent, les chercheurs sont assez confiants quant à cette transition survenue il y a 34 millions d’années grâce aux signatures chimiques des roches sédimentaires. Les atomes d’oxygène existent sous deux formes : l’oxygène-16 (oxygène ordinaire) et l’oxygène-18 (oxygène lourd). La glace continentale contient une proportion plus élevée d’oxygène 16 plus léger, ce qui signifie que les océans – et donc les coquilles des petites créatures marines – contiennent un pourcentage plus élevé d’oxygène 18 lorsque les calottes glaciaires sont plus grandes.
“En regardant les isotopes de l’oxygène dans les coquilles carbonatées de petites créatures marines dans les sédiments océaniques, vous pouvez voir un saut il y a environ 34 millions d’années, que les gens pensent être dû au déplacement d’un isotope de l’oxygène plus léger vers le continent de l’Antarctique”, a expliqué Wolf.
Quant à savoir si l’Antarctique pourrait un jour redevenir libre de glace, “C’est tout à fait possible”, a déclaré van de Vlierdt. “La planète Terre a déjà fait cela.” La planète Terre peut recommencer.» Même s’il est peu probable que l’activité humaine provoque la fonte complète de la calotte glaciaire, il est important que nous fassions tout notre possible pour limiter la perte de glace en Antarctique dès maintenant, a-t-elle ajouté. “Il est entre nos mains d’éviter le pire des cas”, a déclaré van de Vlierdt.
