Le dogme climatique actuel est clair : le réchauffement rapide que nous subissons est l’œuvre directe des gaz à effet de serre (GES) massifs rejetés par l’humanité. Mais cette règle d’or a-t-elle toujours régi l’histoire de notre planète ? Une découverte capitale, issue des profondeurs glacées de l’Antarctique, vient de bouleverser notre compréhension de la mécanique terrestre. Des analyses inédites de carottes de glace parmi les plus anciennes du monde révèlent que, durant les trois derniers millions d’années, le CO2 n’a pas toujours été le maître absolu du climat. À certains points de basculement cruciaux, c’est la température des océans qui aurait tenu les rênes, détrônant les gaz atmosphériques.

Le sanctuaire de glace bleue d’Allan Hills

Pour remonter le temps aussi loin, les scientifiques ne pouvaient pas forer n’importe où. Ils ont jeté leur dévolu sur la région d’Allan Hills, une zone de « glace bleue » en Antarctique. Ces zones sont uniques : des vents d’une violence extrême balayent toute nouvelle neige, exposant directement la glace glaciaire la plus ancienne. De plus, la géologie de cette région est figée ; la glace n’y a pratiquement pas bougé horizontalement ou verticalement depuis des millénaires.

C’est là que deux équipes de recherche ont extrait des carottes de glace contenant des échantillons remontant jusqu’à 6 millions d’années. Si ces archives naturelles sont complexes — les couches n’y sont pas parfaitement ordonnées chronologiquement à cause des mouvements de la calotte — elles renferment des instantanés climatiques inestimables figés dans des bulles d’air microscopiques.

Crédit : Jenna Epifanio/COLDEX

Carotte de sol prélevée lors du forage effectué à Allan Hills durant la campagne de terrain 2024-2025.

La révélation du Krypton et du Xénon

Pour décrypter ces secrets, la paléoclimatologue Sarah Shackleton, de l’Institut océanographique de Woods Hole, a dirigé une équipe internationale dans une analyse inédite des gaz rares dissous dans la glace : le xénon et le krypton. Comme ces gaz se dissolvent dans l’eau de mer à des températures très précises, ils agissent comme un thermomètre fossile pour estimer la chaleur moyenne de l’océan mondial au cours des 3 derniers millions d’années.

Les résultats, publiés dans la revue Nature, sont stupéfiants. Les mesures indirectes suggèrent que l’océan s’est refroidi de manière drastique il y a environ 2,7 millions d’années. Ce refroidissement majeur correspond à la transition Plio-Pléistocène, le moment où la Terre a basculé d’un climat chaud à un climat froid, entraînant la formation massive de glaciers dans l’hémisphère nord.

Le puzzle de la stabilité des GES

Le mystère s’épaissit avec la seconde étude, menée par la géochimiste Julia Marks-Peterson de l’Université d’État de l’Oregon. En analysant les mêmes carottes de glace d’Allan Hills, son équipe a découvert que les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane étaient restés globalement « stables » au cours des 3 derniers millions d’années.

C’est ici que le modèle classique s’effondre. Comment la Terre a-t-elle pu subir un refroidissement global massif et une chute du niveau de la mer alors que les gaz à effet de serre stagnaient ? Comme le souligne Éric Wolff, climatologue à Cambridge, dans un commentaire accompagnant l’étude, cela mène à deux conclusions explosives : soit la croissance des calottes glaciaires est « extrêmement sensible » à des variations infimes de CO2, soit, plus probablement, les changements climatiques passés ont été provoqués par autre chose.

Les travaux de Shackleton pointent du doigt cet « autre chose » : un découplage apparent entre la température de surface de la mer et la température moyenne des océans. C’est l’océan, dans sa masse globale, qui aurait orchestré ces transitions majeures.

Les limites de la « machine à remonter le temps »

Comprendre ces mécanismes pré-humains est crucial si nous voulons un jour stabiliser notre planète. Cependant, l’interprétation de ces données reste complexe. Comme l’a expliqué Sarah Shackleton lors d’un récent podcast, cette glace très ancienne est extrêmement compressée. Une seule couche peut représenter une moyenne lissée sur plusieurs cycles glaciaires et interglaciaires, nous empêchant pour l’instant d’étudier l’évolution fine du climat à l’intérieur de ces cycles. La question de savoir exactement ce que ces enregistrements capturent reste, pour l’instant, en suspens, mais la « bibliothèque » d’Allan Hills n’a pas encore livré tous ses volumes.

Les deux articles ont été publiés dans Nature, ici et ici.