Scott Wing avait passé plus de dix ans dans les badlands du bassin de Bighorn, dans le Wyoming, la plupart du temps assoiffé, brûlé par le soleil et à quatre pattes, creusant sans cesse dans la terre.
Mais il n’avait jamais rien trouvé de semblable au fossile qu’il tenait maintenant dans sa main – une feuille exquisément préservée, gravée sur une roche beige. Wing a laissé échapper un rire jubilatoire en découvrant un deuxième fossile, puis un troisième. Chaque feuille était différente des autres. Chacune était entièrement nouvelle pour lui.
Et puis il a commencé à pleurer.
C’était exactement ce qu’il avait cherché. Lorsque ces étranges fossiles se sont formés il y a 56 millions d’années, la planète se réchauffait plus rapidement et plus fortement qu’à n’importe quel moment de son histoire – sauf aujourd’hui.
Racontant ce moment récemment dans son bureau du Musée national d’histoire naturelle du Smithsonian, Wing s’est souvenu de la réaction inquiète de l’assistant de terrain avec lequel il avait fait la randonnée. Le jeune homme semblait naturellement nerveux à l’idée que son superviseur verse des larmes pour une poignée de pierres.
je lui ai dit : “Il faut que tu réalises que je cherche cela depuis que tu es enfant. Je suis déraisonnablement heureux en ce moment, mais je ne suis pas fou”, dit Wing en riant. “C’était donc la première série de fossiles végétaux de qualité provenant du PETM. C’était définitivement un moment que je n’oublierai pas.”
Le PETM est le maximum thermique du Paléocène et de l’Éocène, un nom peu évocateur pour une période considérée comme l’une des meilleures analogies de la Terre avec l’ère actuelle de réchauffement climatique causé par l’homme. En l’espace de quelques milliers d’années, d’énormes quantités de carbone ont été injectées dans l’atmosphère, entraînant une hausse des températures mondiales de 5 à 8 degrés Celsius.
Ce changement climatique rapide a perturbé le temps, transformé les paysages, acidifié les océans et déclenché des extinctions. Il a fallu plus de 150 000 ans pour que le monde s’en remette.
Si l’histoire se répète, les conséquences sur la vie moderne pourraient être tout aussi durables. C’est pourquoi Wing est si déterminé à comprendre cette ancienne catastrophe climatique.
“Pour moi, cela ne me conduit pas à avoir peur”, a déclaré Wing. “Cela m’amène à me sentir responsable. Cela m’amène à penser que nous devons être mieux informés.”
Les premières preuves majeures du PETM ont été découvertes au début des années 1990 par des scientifiques qui étudiaient la transition entre le Paléocène, l’époque qui a suivi l’extinction des dinosaures, et l’Éocène, lorsque les ordres de mammifères modernes sont apparus.
La fine bande de sédiments qui représentait la limite entre ces deux époques avait quelque chose d’étrange : son rapport d’isotopes de carbone – différentes formes d’un même élément – était faussé.
Des recherches plus poussées ont révélé qu’entre 4 000 et 7 000 milliards de tonnes de carbone – l’équivalent approximatif de la totalité des réserves actuelles de combustibles fossiles de la planète – avaient inondé l’atmosphère à cette époque. Ce carbone provenait des restes décomposés d’anciennes algues et plantes, et contenait donc une plus grande quantité de carbone 12, l’isotope préféré pour la photosynthèse.
Ce “pic” de carbone 12 a servi de marqueur du PETM et a permis aux chercheurs de commencer à suivre les effets de ce changement climatique soudain dans les roches et les fossiles du monde entier.
Les dépôts de craie au fond de l’océan ont commencé à se dissoudre à mesure que le dioxyde de carbone rendait l’eau de mer plus acide. Les fossiles de minuscules créatures vivant dans les profondeurs de l’océan ont révélé une pénurie d’oxygène, signe que l’eau se réchauffait.
Partout dans l’océan, les créatures se sont adaptées au nouvel environnement ou ont disparu.
Sur terre, les mammifères sont devenus de plus en plus petits. Les anciens ancêtres des chevaux, minuscules au départ, ont rétréci de 30 % pour atteindre la taille d’un chat domestique. Abigail Carroll, paléoclimatologue à l’université du New Hampshire, a déclaré qu’il s’agissait probablement d’une adaptation au climat plus chaud : Les corps plus petits sont plus faciles à maintenir au frais.
Le temps est aussi devenu plus sauvage. Les géologues ont découvert d’ énormes rochers qui ont été transportés sur de longues distances par des inondations intenses – ce qui se produit lorsque des périodes de sécheresse sont suivies de pluies extrêmes.
Et puis il y a les plantes de la collection de Wing au Musée national d’histoire naturelle. Selon les fossiles, avant le PETM, le Wyoming ressemblait davantage à la Floride – une forêt subtropicale luxuriante, ombragée par des sycomores majestueux, des bouleaux argentés et des palmiers ondulants.
Mais lorsque le monde s’est réchauffé, le bassin de Bighorn s’est transformé. Les fossiles découverts par Wing à cette époque appartiennent à des plantes qui poussent généralement dans des endroits chauds et arides, encore plus au sud – des haricots filiformes et des plantes apparentées au poinsettia et au sumac.
Ces plantes ont dû migrer vers le nord lorsque le temps a changé, suivant leur environnement préféré vers des latitudes toujours plus élevées.
Un essaim d’herbivores voraces a apparemment suivi. De nombreux fossiles de Wing sont perforés de traces de morsures laissées par des insectes plus nombreux et plus divers que ceux qui les ont précédés.
L’origine de tout ce chaos reste incertaine. Certains ont suggéré que le déluge de carbone qui a déclenché le PETM provenait d’éruptions volcaniques ou même de l’impact d‘une comète.
Mais la théorie la plus populaire suggère que des réservoirs de méthane solide enfouis dans les sédiments des fonds marins ont été libérés lorsque la température et la chimie de l’océan ont changé. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, à courte durée de vie mais plus dangereux que le dioxyde de carbone.
Une fois le réchauffement climatique enclenché, la hausse des températures a peut-être déclenché la libération d’une quantité encore plus grande de méthane et débloqué d’autres sources de carbone – feux de forêt, courants océaniques changeants, microbes du sol qui expirent des gaz à effet de serre – dans une réaction en chaîne qui a changé la planète.
Pour les scientifiques d’aujourd’hui, bon nombre des phénomènes observés au cours du PETM leur paraîtront familiers, si familiers que “c’en est presque inquiétant”, a déclaré M. Wing.
Les humains brûlant des combustibles fossiles ont produit le même type de pic d’isotopes de carbone que les chercheurs trouvent dans des roches vieilles de 55 millions d’années. L’océan est devenu environ 30 % plus acide et perd de l’oxygène – des changements qui provoquent déjà des décès.
Le monde a été témoin de phénomènes météorologiques extrêmes – vagues de chaleur mortelles, tempêtes violentes, sécheresses dévastatrices. En réponse à ces changements, les plantes et les animaux apparaissent dans de nouveaux endroits à des moments inhabituels. Il semble même que certaines espèces, comme les oiseaux appelés bécasseaux rouges, soient de plus en plus petites en raison du réchauffement climatique.
Pourtant, le passé n’est qu’un indicateur imparfait de ce qui pourrait se produire lorsque le monde moderne continuera à se réchauffer. D’une part, à la veille du PETM, la Terre était déjà beaucoup plus chaude qu’aujourd’hui. Les pôles n’étant pas gelés et le niveau des mers étant élevé, les créatures anciennes n’avaient pas à s’inquiéter des effets de la fonte des glaces, comme nous le faisons aujourd’hui.
Et la vitesse à laquelle nous modifions le climat dépasse tout ce qui a été enregistré dans les archives géologiques. La poussée de carbone qui a déclenché le PETM s’est déroulée sur une période pouvant aller jusqu’à 5 000 ans. À notre rythme actuel, l’homme produira une augmentation comparable en quelques siècles.
“À tous égards, la situation est plus périlleuse aujourd’hui qu’elle ne l’aurait été à l’époque”, a déclaré M. Wing.
Mais pour les scientifiques qui tentent de prévoir nos périls futurs, le PETM est une référence inestimable.
Jeff Kiehl, chercheur principal au Centre national de recherche atmosphérique, utilise les recherches de Wing et d’autres personnes pour tester les modèles d’interaction entre le carbone et le climat.
“Nous n’avons pas de données pour l’avenir, mais nous avons des données du passé”, a déclaré Kiehl. “C’est là que le travail de Scott… a joué un rôle essentiel”
Les données du PETM et d’autres périodes de réchauffement planétaire peuvent être utilisées pour répondre aux questions qui hantent les climatologues modernes : De combien la Terre se réchauffera-t-elle si le carbone atmosphérique double ? Qu’arrivera-t-il aux eaux de la planète ? Combien de temps faudra-t-il pour que les choses reviennent à la normale ?
Cette semaine, Wing et ses collègues du Smithsonian ont réuni 17 experts pour un symposium sur le climat ancien. Pendant deux jours, ils tenteront de reconstituer une chronologie de la température de la Terre et des niveaux de carbone atmosphérique depuis l’apparition de la vie complexe, il y a environ un demi-milliard d’années.
“La science nous a finalement amenés à un point où nous avons une idée des conséquences des choses que nous faisons”, a déclaré M. Wing.
“Maintenant, la question est de savoir si nous pouvons utiliser ces connaissances d’une manière qui se rapproche de la sagesse.”