Le crétacé : une période particulièrement chaude

DM 1 : Le Crétacé : une période particulièrement chaude.

La période du Crétacé s'étend de -135 à -65 Ma, cette dernière est caractérisée par un climat différent de l’actuel. Quel était le climat d’autrefois et comment pouvons-nous le reconstituer ? Afin de restituer le climat passé, de nombreux indices peuvent être utilisés. Les indices sédimentologiques, paléontologiques, la production abondante de roches carbonatées et l'intense activité magmatique et permettent de reconstituer le climat du Crétacé.

Aujourd'hui des roches datant du Crétacé sont retrouvées dans le monde entier. Trois roches principales permettent de donner des indices sur le climat d'autrefois comme par exemple, les évaporites, le charbon et la bauxite. Les bauxites sont plus présentes dans le Nord, elles permettent d’indiquer la présence d'un climat tropical avec alternance de saisons sèches et de saisons très humides. En effet, ce climat favorise l'apparition de sols rouges qui sont très riche en aluminium et en fer. Leur oxydation permet la formation de bauxites. Les évaporites sont quant à elles des roches essentiellement présentent dans l'hémisphère Sud. Leur présence est due à la précipitation des sels. Actuellement ce mécanisme est observable en Israël et dans le Sud de la Tunisie qui sont des régions plus arides. On peut donc supposer que, pendant le Crétacé, l'hémisphère Sud était composé de régions arides. L’évaporite se trouve principalement au niveau des bordures des continents, entre les deux tropiques. La présence de charbon partout dans le monde implique la présence d'une biomasse importante, puisque les végétaux sont nécessaires à l'apparition de roches carbonées. Cela correspond donc à un climat tropical caractérisé par la présence d'humidité et d’un fort ensoleillement annuel propice à la photosynthèse des végétaux. Le charbon se forme à partir de matière végétale qui se décompose  lorsque la température est élevée, c'est-à-dire dans les climats tropicaux. Le charbon est principalement localisé en Amérique du Nord, en Eurasie et Antarctique. De plus, la présence de crocodiles confirme ce type de climat.

De nombreux indices permettent de montrer une différence atmosphérique et donc climatique entre le Crétacé et la période actuelle. Au crétacé le taux d'O2 et de CO2 serait plus important (Pour l’O2, 30% au Crétacé et 21 % actuellement et 1700 ppm au lieu des 390 ppm actuels pour le CO2). La température aurait elle aussi diminuer passant de 18°C à 15°C. Ces informations peuvent être confirmées grâce à l'étude des indices paléontologiques et notamment l'étude des feuilles fossiles. Et comme il y a réalisation de photosynthèse, on peut en déduire la présence de nombreux végétaux. En effet, en utilisant l'indice stomatique d'une feuille (le pourcentage de stomates dénombré sur la face inférieure des feuilles par rapport au nombre totale de cellules épidermique), on peut déterminer le taux de CO2 atmosphérique puisqu’il existe un lien entre indice stomatique et CO2. Le Ginkgo Biloba est une feuille ayant très peu évolué depuis le Crétacé. Ainsi, on peut comparer l'indice stomatique de cette feuille fossile datant du Crétacé à celui des feuilles actuelles. On peut remarquer, que le taux de CO2 au Crétacé était cinq fois supérieur au taux de CO2 actuel. Donc l’atmosphère était riche en CO2,  ce qui implique un effet de serre plus important provoquant une augmentation de la température.

 De plus, le CO2 peut aussi être utilisé pour expliquer les formations de roches carbonatées. Au Crétacé, la solubilité du CO2 varie car la température varie en fonction de la valeur du δ 18O. Plus la température de l’eau est élevée, moins il y a de CO2 dissout, donc le CO2 qui n’est pas dissout reste présent dans l’atmosphère, d’où l’augmentation de la température. L’eau doit être riche en CO2 mais pas trop, sa température varie au cours du temps avec un maximum de 27°C environ. L’expérience n°1 nous indique que Ca(OH2) + CO2 = CaCO3. L’expérience n°2 nous permet de trouver cette équation : CaCO3 + CO2 =HCO3- + Ca2+ (solubles), il y a formation d’ions quand il y a beaucoup de CO2. Et pour finir, l’expérience n°3, il y a un tampon qui absorbe le CO2, il reste donc peut de CO2 et on obtient du CaCO3. Or durant le Crétacé, la concentration du δ18O varie de 19 à 22 ‰ et la température des océans varie de 29°C à 15°C. Au Crétacé, il y a plus d’O2 et plus de CO2 qu’aujourd’hui, donc la température est plus élevée. Au début du Crétacé, la température de l'eau des mers a considérablement augmenté (+10°C), pour ensuite diminuée et atteindre environ 20°C. Le principe d'actualisme permet d'indiquer quel était le climat au Crétacé grâce à l’utilisation des roches sédimentaires. L’eau doit être assez chaude pour qu’il y est assez de CO2 et pour que sa précipite pour former ses roches. La concentration en CO2 est plus élevée au Crétacé qu'aujourd’hui, donc l'effet de serre devait être plus élevée, d’où la présence d’une augmentation globale de la température de notre planète.

        Des indices paléontologiques permettent aussi d’avoir un aperçu du climat du Crétacé. La paléoflore nous permet à travers l’exemple de l’arbre à pain de reconstitué le climat. Ce type d’arbre se retrouve principalement dans les Antilles à la fin du XVIII e siècle. Il est très abondant sous les tropiques, mais d’après les informations données, des fossiles d’arbre à pain on était retrouvés en Alaska. Donc nous pouvons en déduire, qu’au Crétacé, le climat en Alaska était un climat tropical contrairement à aujourd’hui. De plus, des palmiers se situés au Groenland lors du Crétacé, donc il faisait plus chaud au Groenland au Crétacé qu’actuellement. D’autre part, la paléofaune donne un autre indice sur le climat. La présence de crocodiles indique la présence d’eau, donc aussi la présence de roches sédimentaires. Mais, nous en avons aussi retrouvé au sud de l’Inde et en Sibérie donc cela indique qu’il y avait un climat chaud dans ces régions, mais aujourd’hui le climat n’est plus le même.  Toutes les espèces "fossiles" retrouvaient lors du crétacé vivent aujourd'hui dans des milieux ayant des climats chauds (équatoriaux/tropicaux) comme les crocodiles, les arbres à pain ou encore les coraux (à 60°N de latitude au Crétacé). Or ces espèces se trouvaient partout lors du crétacé, ainsi grâce au principe d'actualisme, on peut dire que le climat du crétacé devait être un climat tropical.