De la mangrove en Arctique il y a 55 millions d'années

Lundi, 19 juin 2017

Une équipe de chercheurs français, allemands et russes a examiné des sédiments collectés sur deux îles de Nouvelle-Sibérie dans l’océan Arctique en 2011 : les îles Belkov et Faddeïev. L’analyse des échantillons datés du début de l'Éocène révèle la présence de végétations adaptées aux milieux marécageux et tropicaux il y a 55 millions d’années près du pôle Nord. Cela suggère ainsi un climat subtropical humide en Sibérie arctique à cette époque. Cette forte chaleur polaire est sous-estimée par les modèles. La décharge des eaux chaudes par les rivières arctiques pourrait constituer une piste à explorer pour résoudre cet écart entre les modèles et les observations.

En 2011, l’expédition CASE 13 (Circum-Arctic Structural  Events) dans la région reculée des îles de Nouvelle-Sibérie (Russie), a permis l’analyse palynologique (étude des grains de pollen et spores), minéralogique et géochimique de sédiments collectés sur îles Belkov et Faddeïev. Les successions sédimentaires deltaïques étudiées ont été datées de l’Éocène inférieur à moyen, grâce aux spores, grains de pollen, et restes d’algues, dont la préservation s’est révélée exceptionnelle pour des sédiments de cet âge. 

Les grains de pollen étudiés montrent une flore particulièrement diversifiée, totalisant 117 taxons sur l’île de Faddeïev et 76 taxons sur l’île de Belkov. Les analyses polliniques montrent que la végétation était dominée par des arbres adaptés aux environnements marécageux, tels que des Cupressacées apparentés à l’actuel cyprès chauve, et incluait des éléments tropicaux à subtropicaux tels que des palmiers et le genre de mangrove Avicennia. La présence de Avicennia dans les régions polaires durant cette période est remarquable d'un point de vue climatique, car les espèces appartenant à ce genre sont aujourd'hui cantonnées aux régions côtières des basses latitudes baignées par des eaux chaudes et bénéficiant d'hivers particulièrement doux sans périodes de gel. 

L’équipe a aussi mis en évidence dans les sédiments étudiés la présence de kaolinite, un minéral argileux formé en conditions chaudes et humides, dans des proportions comparables à celles observées aujourd'hui dans les sols des régions tropicales à subtropicales caractérisées par des précipitations élevées (>1000 mm/an). A partir de ces données, l’étude suggère que le climat à l'Éocène inférieur en Sibérie Arctique, avec des températures moyennes annuelles estimées entre 16 et 21°C, était semblable à celui observé aujourd'hui dans les régions subtropicales humides de Floride ou de Taïwan. 

Ces travaux ont des implications pour notre compréhension du système climatique dans son ensemble, car la majorité des modèles climatiques ne peuvent reproduire une telle chaleur polaire que sous des concentrations atmosphériques en CO2 largement supérieures (2 à 4 fois) à celles estimées pour l'Éocène inférieur. Les résultats obtenus confirment ainsi de manière saisissante l’idée que la plupart des modèles sous-estiment de façon systématique la chaleur polaire pour de fortes concentrations en CO2. Dans ce contexte, l’étude suggère que la décharge des eaux chaudes par les rivières arctiques, alimentées par de fortes précipitations dans les bassins drainants, pourrait constituer une piste à explorer afin de résoudre cette divergence fondamentale.


Affleurement de Faddeevsky, montrant les bancs de lignite riches en restes de bois, en ambre et en kaolinite. Succession de sables fins et de silts argileux (bancs clairs), entrecoupés de niveaux de lignite (niveaux sombres riches en débris de plantes fossiles) d'âge éocène affleurant le long de la côte sur l'île de Faddeevsky (Sibérie, Russie). Ces sédiments, déposés dans des marécages et des chenaux fluviatiles de plaine côtière près du pôle nord il y a environ 55 millions d'années, ont livré de nombreux restes de plantes aujourd'hui cantonnées aux régions subtropicales, et notamment des grains de pollen appartenant au genre de mangrove Avicennia. Les argiles des mêmes niveaux contiennent de fortes teneurs en kaolinite, un minéral argileux formé sous des climats particulièrement chauds et humides. Crédits : Loïc Labrousse (UPMC).

Source(s): 

G. Suan, S.M. Popescu, Jean-Pierre Suc, J. Schnyder, S. Fauquette, F. Baudin, D. Yoon, K. Piepjohn, Nikolay N. Sobolev, and L. Labrousse, Subtropical climate conditions and mangrove growth in Arctic Siberia during the early Eocene, The Geophysical Society of America, 1er juin 2017

Contact(s):
  • Guillaume SUAN, LGL-TPE (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard)
    guillaume [dot] suan [at] univ-lyon1 [dot] fr, 04 72 43 28 35

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