Pourquoi l’Antarctique a-t-il gelé 34 millions d’années avant l’Arctique, alors que la baisse du CO2 aurait dû affecter les deux pôles simultanément ? Une nouvelle étude publiée dans Science révèle que la fragmentation du Gondwana a déclenché des vagues souterraines dans le manteau terrestre, soulevant l’Antarctique jusqu’à des altitudes suffisamment froides pour former sa calotte glaciaire.

Ce que vous allez apprendre

• Pourquoi la théorie classique de la baisse du CO2 ne peut pas à elle seule expliquer l’asymétrie entre les deux pôles
• Comment la séparation de l’Antarctique et de l’Afrique a créé des « ondes du manteau » qui ont soulevé tout un continent
• Ce que cette découverte révèle sur le lien profond entre tectonique des plaques et climat terrestre

Une asymétrie que le CO2 seul n’explique pas

La calotte glaciaire de l’Antarctique oriental — la plus ancienne et la plus vaste masse de glace de la planète — a commencé à se former il y a environ 34 millions d’années, à une époque où la Terre était environ 50°C plus chaude qu’aujourd’hui. L’explication classique invoque la diminution du CO2 atmosphérique, qui aurait suffisamment refroidi la planète pour permettre à la glace de s’installer.

Mais cette théorie présente une faille logique : si la baisse du CO2 était l’unique cause, les deux hémisphères auraient dû geler simultanément. Or, l’Arctique est resté libre de glace pendant des millions d’années supplémentaires après que l’Antarctique s’est déjà couvert de glace.

La fragmentation du Gondwana comme point de départ

Une équipe dirigée par Thomas Gernon, professeur de sciences de la Terre à l’Université de Southampton, a modélisé sur ordinateur comment le déplacement des continents a remodelé le paysage antarctique sur environ 100 millions d’années. L’élément déclencheur identifié : la séparation de l’Antarctique et de l’Afrique durant le Jurassique, il y a entre 201 et 143 millions d’années, lors de la fragmentation du supercontinent Gondwana.

Ce bouleversement tectonique a provoqué de lentes ondulations à travers le manteau terrestre — des « ondes du manteau » que l’équipe de Gernon avait déjà identifiées en étudiant des plateaux similaires en Afrique australe. En se propageant sous l’Antarctique oriental, ces vagues ont progressivement soulevé la croûte terrestre, créant un escarpement côtier, un plateau élevé et les monts Gamburtsev — une chaîne de montagnes aujourd’hui ensevelie sous plus d’un kilomètre de glace.

Un continent qui s’élève au-dessus du seuil critique

Il y a environ 45 millions d’années, une grande partie du paysage de l’Antarctique oriental s’était élevée de 1,5 à 2 kilomètres — franchissant le seuil d’altitude nécessaire pour que neige et glace persistent toute l’année. C’est cette élévation qui a permis la transformation en calotte glaciaire permanente. « La température de l’air peut chuter jusqu’à 10°C tous les 100 mètres d’altitude », explique Guy Paxman, co-auteur de l’étude à l’Université de Durham — un facteur suffisant pour expliquer l’avance de plusieurs millions d’années de l’Antarctique sur l’Arctique.

Les modèles de l’équipe reproduisent de manière réaliste l’évolution de cet escarpement côtier, du plateau élevé et des montagnes intérieures qui ont fini par amorcer la glaciation.

La géologie, moteur discret du climat et de la vie

Cette découverte illustre un principe plus large : la tectonique des plaques est intimement liée au climat terrestre — et donc à la vie elle-même. Un autre exemple emblématique est la fin du « milliard d’années ennuyeuses », cette longue période de stagnation biologique et géologique entre 1,8 milliard et 800 millions d’années avant notre ère. Le mouvement des plaques tectoniques, en enrichissant les océans en nutriments issus des sédiments et de la croûte terrestre, aurait contribué à mettre fin à cette stagnation en créant les conditions propices à l’explosion de la diversité biologique.