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Processus géologiques intervenant dans le cycle du carbone à long terme

La modélisation du cycle du carbone permet de comprendre l'évolution du climat passé à l'échelle des temps géologiques. Elle repose sur l'analyse des différents paramètres

les processus géologiques intervenant dans le cycle du carbone à long terme sont  :

    • le dégazage du manteau

    • l'altération des roches et la formation des carbonates

    • piégeage du carbone organique

Eres

Périodes

(Epoques)

Cartes paléogéographiques:  http://www.scotese.com/climate.htm 

Événements importants 

 Cénozoïque

Quaternaire

 

La répartition des terres et des mers est pratiquement identique à celle d'aujourd'hui.

 l'Antarctique s'est englacé il y a 37 millions d'années. Des chaînes de montagne continuent à se former, comme les Andes, les Alpes et l'Himalaya, ce qui pourrait affecter le climat à long terme.

 

50 - 55 Ma, l'Inde Commence sa collision avec l'Asie  formant le plateau du Tibet et l'Himalaya entraînant une diminution de CO2

Tertiaire 1.6Ma

Pliocène 5Ma

  Miocène 23Ma

  Oligocène 35Ma

  Eocène 55Ma

  Paléocène 66Ma

E060_zonefr.jpg 

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Mésozoïque
(secondaire)

 65Ma Crétacé 140Ma

 

 

 

  Jurassique 210Ma

 

 

Trias 250 Ma

G120_zonefr.jpg 

 

L240_zonefr.jpg

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Crise KT

À partir de - 80 Ma, on note une diminution  de CO2 atmosphérique, due à une diminution de l’activité tectonique aux dorsales médio-océaniques.

Fin du Crétacé premières phases de collision Alpine

 

Fin du Jurassique, début du Crétacé le Gondwana éclate ouverture de l'océan Atlantique l'Afrique se sépare de l'Amérique du Sud et se rapproche de l'Europe donc forte activité tectonique. dégazage au niveau des dorsales et des volcans de zone de subduction. Le climat est chaud et uniforme : pas ou peu de glace, même aux pôles.

L’altération continentale avec les pluies acides et les racines des plantes va continuer à agir , mais avec l'apparition des nouveaux  décomposeurs des végétaux  le stockage du carbone sous forme de charbon va énormément diminuer.

Paléozoïque
(primaire)

 

Permien 295Ma

Carbonifère 360Ma

 

 

 

Dévonien 408Ma

 

 

Silurien 438Ma

 

  

Ordovicien 505Ma

 

 

Cambrien 544 Ma

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Z540_zonefr.jpg

 

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Fin du Permien , un super continent la Pangée. Les surfaces continentales sont vastes, car le niveau marin est bas. 

le Permien est dans l’ensemble marqué par la disparition des glaces, des températures plus élevées, des conditions plus sèches et la chute de l’oxygène dans les mers (Berner & Canfield, 1989).

Fin du Dévonien, Carbonifère-Permien, diminution rapide du taux de CO2. L'avènement des plantes vasculaires à racines  a accéléré le stockage du carbone:

  • par l'altération chimique des silicates en profondeur, en captant le  CO2 atmosphérique et en  augmentant le stockage du carbone dans les sédiments.
  • par la production d'une une énorme quantité de matière organique qui  s'est accumulée dans les marécages et les zones côtières marines. Les décomposeurs (bactéries, champignons) susceptibles d’oxyder les lignines n’existaient pas encore. ces matières se sont accumulées, ont été progressivement transformées en charbon.

Du Cambrien au Dévonien, forte concentration de l’atmosphère en CO2. l’activité de la tectonique des plaques était assez élevée, avec l'ouverture d'un océan (Iapétus) entraînant un dégazage en CO2 par les volcans, et le seul puits de carbone important était  l’altération superficielle des silicates continentaux qui, par captage du CO2 atmosphérique, conduisait au stockage du carbone dans le CaCO3 des sédiments.

 La production biologique primaire était pratiquement limitée à la vie marine  et par conséquent le volume de matière organique pouvant être stocké était peu important.

Précambrien

 

 

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 il y a environ 800 Ma, à la fin du Protérozoïque, le volume de la croûte continentale   avait atteint celui que nous connaissons aujourd'hui et on pense que les masses continentales de la Planète étaient toutes rassemblées en un seul mégacontinent, , situé sous l'équateur. Sous l'effet de points chauds volcaniques,il se fragmente et l’activité de la tectonique des plaques est importante, ce qui entraîne une augmentation de la concentration en CO2 de l’atmosphère.
Cette fracturation s'est accompagnée d'énormes expansions de laves basaltiques, des trapps, dont l'érosion est grosse consommatrice de gaz carbonique.
Par ailleurs, une partie du gaz carbonique de l'atmosphère, a été piégé dans les carbonates des sédiments marins.
L'effet de serre causée par le gaz carbonique a donc diminué et la température à la surface de la Terre s'est abaissée ; et la température moyenne du globe est tombée jusqu'à - 40 degrés (- 20 degrés à l'équateur et - 80 degrés aux pôles, selon Yves Goddéris.