Cénozoïque - Climat et variations climatiques
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L'ère Cénozoïque (éon Phanérozoïque)
Le Cénozoïque, la période géologique la plus récente, s'étend sur environ 66 millions d'années (Ma) jusqu'à nos jours. Cette troisième et dernière ère géologique de l'éon Phanérozoïque, est marquée par l'ascension et la diversification des mammifères, l'émergence des premiers primates et des hominidés. Le Cénozoïque a ainsi vu l'émergence de l'espèce humaine moderne.
Le Cénozoïque est divisé en trois périodes :
- le Paléogène (-66 à -23 Ma) ;
- le Néogène (-23 à -2,6 Ma) ;
- le Quaternaire (-2,6 Ma à aujourd'hui).
Durant l'ère Cénozoïque, la Terre a connu des changements climatiques majeurs, allant de climats chauds et tropicaux à des périodes de glaciation. Elle est également caractérisée par une série de modifications environnementales et biologiques importante.
La faune du Cénozoïque
La faune du Cénozoïque a été marquée par une diversification remarquable des mammifères, en particulier après l'extinction des dinosaures à la fin du Mésozoïque. Durant cette ère, on assiste à l'évolution des premiers hominidés et de l'homme moderne.
Les mammifères
Le Cénozoïque est souvent appelé "L'Âge des Mammifères" en raison de la diversification et de l'expansion des mammifères à travers le monde. De petites formes primitives aux mammifères géants, cette période a vu l'émergence de nombreux ordres et familles, y compris les primates, les carnivores, les ongulés, les rongeurs, les marsupiaux et les monotrèmes.
Les invertébrés
Les invertébrés, tels que les insectes, les arachnides, les mollusques et les crustacés, ont également joué un rôle important dans les écosystèmes du Cénozoïque. De nouvelles espèces ont évolué pour exploiter une gamme variée de niches écologiques, tandis que certaines formes préhistoriques ont disparu.
Les poissons
Les poissons ont continué à évoluer et à se diversifier au cours du Cénozoïque, bien que leur évolution ait été moins spectaculaire que celle des mammifères et des oiseaux. Les requins, les poissons osseux et les formes ancestrales de poissons modernes ont peuplé les océans et les cours d'eau de cette période.
Les reptiles et amphibiens
Bien que les dinosaures aient disparu à la fin du Mésozoïque, les reptiles et les amphibiens ont continué à prospérer pendant le Cénozoïque. Les crocodiliens, les tortues et les serpents ont persisté, tandis que les amphibiens ont connu une diversification limitée par rapport aux périodes précédentes.
Les oiseaux
Les oiseaux ont également prospéré pendant le Cénozoïque, avec une diversification significative des espèces. Des groupes modernes tels que les rapaces, les perroquets et les passereaux ont évolué à partir de leurs ancêtres du Mésozoïque, tandis que des formes préhistoriques telles que les oiseaux géants ont également existé.
La mégafaune
Le Cénozoïque a également connu l'évolution et l'extinction de nombreuses espèces de mégafaune, notamment des mammouths, des tigres à dents de sabre, des rhinocéros géants, et d'autres animaux de grande taille qui ont prospéré pendant les périodes glaciaires.
La flore du Cénozoïque
Au début du Cénozoïque, pendant l'ère Paléogène, juste après l'extinction des dinosaures à la fin du Crétacé, les premières angiospermes (plantes à fleurs) ont prospéré. Ces plantes ont continué à se diversifier, donnant naissance à de nombreuses familles végétales modernes comme les rosacées, les fabacées et les graminées. Les forêts tropicales étaient abondantes, ainsi que les forêts de conifères et de feuillus dans les régions tempérées.
Pendant l'ère Néogène, qui a suivi, les plantes ont continué à évoluer. Les forêts de feuillus ont pris de l'ampleur dans les régions tempérées, et les graminées sont devenues extrêmement répandues, devenant l'une des familles de plantes les plus répandues sur Terre. Les climats ont commencé à se refroidir progressivement, entraînant des changements dans la distribution des espèces végétales.
Enfin, durant l'ère Quaternaire, caractérisée par des périodes glaciaires et interglaciaires, les plantes ont dû s'adapter à des cycles climatiques plus instables. Les écosystèmes tels que les toundras, les forêts boréales et les prairies ont émergé et se sont développés en réponse aux fluctuations climatiques. Les migrations et les extinctions d'espèces végétales ont été influencées par ces changements environnementaux dynamiques.
L'apparition de l'homme sur Terre
Les Hominidés
L'une des évolutions les plus remarquables du Cénozoïque est l'émergence et l'évolution des premiers hominidés. Ils ont évolué à partir d'ancêtres communs avec les primates, avec des espèces comme les Australopithecus, apparus il y a quelque 4 millions d'années.
L'Homo sapiens
Le genre Homo, auquel appartient Homo sapiens, est apparu il y a environ 2,5 millions d'années, avec des membres comme Homo habilis et Homo erectus montrant des avancées dans la fabrication d'outils. Notre espèce actuelle, l'Homo sapiens est apparu il y a environ 200 000 ans en Afrique de l'Est, et sa capacité à migrer, à s'adapter et à innover a conduit à la colonisation de la Terre et au développement de civilisations complexes. Il a transformé la planète de manière significative.
Le climat global du Cénozoïque
Au début du Cénozoïque, durant le Paléogène, le climat global était majoritairement chaud et stable. Les températures élevées favorisaient des forêts tropicales luxuriantes et une récupération progressive de la biodiversité après l'extinction massive qui a marqué la fin du Mésozoïque.
Au cours du Néogène, le climat a commencé à se refroidir progressivement. Ce refroidissement a entraîné une diversification des habitats, avec l'expansion des prairies et l'apparition de glaces permanentes aux pôles, favorisant ainsi l'évolution et l'adaptation de nombreuses espèces.
Le Quaternaire est marqué par des cycles glaciaires-interglaciaires. Les périodes glaciaires ont vu l'avènement d'importantes calottes glaciaires couvrant de vastes étendues des continents, tandis que les périodes interglaciaires étaient caractérisées par des climats plus chauds et une fonte des glaces. Cette période englobe le Pléistocène, connu pour ses glaciations, ainsi que l'Holocène, une période relativement stable où l'humanité a prospéré et s'est développée jusqu'à nos jours.
Le climat au Paléogène (-66 à -23 Ma)
Au début du Paléogène, la Terre sortait de l'ombre de l'extinction massive du Crétacé-Paléogène (K-Pg), marquée par un impact météoritique majeur. Cette ère est marquée par des bouleversements climatiques majeurs, avec des phases de réchauffement et de refroidissement importantes.
Le Paléocène (-66 à -56 Ma), première époque du Paléogène, se distingue par des températures moyennes annuelles avoisinant 30 °C, bien supérieures aux 14 °C actuels. Les pôles eux-mêmes ne connaissaient pas de gel permanent. Ce climat tropical humide favorisait une végétation luxuriante et dense à l'échelle du globe, même aux hautes latitudes. Cette chaleur s'explique en partie par l'importante concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, notamment le CO2, libéré par l'activité volcanique intense de l'époque.
Le maximum thermique du Paléocène-Éocène (MTPE)
Il y a environ 56 millions d'années, un événement climatique majeur survient : le maximum thermique du Paléocène-Éocène (MTPE). Sur une courte période géologique (environ 20 000 ans), les températures grimpent en flèche de 5 à 8 °C à l'échelle planétaire. Cet épisode de réchauffement brutal est la plus importante perturbation climatique connue depuis la fin du Crétacé. On évoque notamment l'injection massive de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, due à l'activité volcanique ou à la libération de méthane hydraté présent dans les fonds marins.
Un retour progressif à un climat plus frais à l'Oligocène
Après le MTPE, le climat se refroidit progressivement. L'Éocène (-56 à -33,9 millions d'années), qui suit le Paléocène, est marqué par une tendance générale au refroidissement, avec une installation progressive de calottes glaciaires aux pôles. Ce refroidissement s'explique par plusieurs facteurs, dont la diminution de la concentration de CO2 dans l'atmosphère, la modification des courants marins et les changements tectoniques.
L'Oligocène, la dernière époque du Paléogène (de -33,9 à -23 millions d'années), marque un tournant vers un climat plus frais et plus sec par rapport aux périodes précédentes. Comparé à l'Éocène, l'Oligocène connaît une baisse progressive des températures moyennes. Ce refroidissement est principalement attribué à la baisse des concentrations de CO2 dans l'atmosphère. L'Oligocène voit la formation des premières calottes glaciaires permanentes sur l'Antarctique. Ce phénomène est lié au refroidissement global et à l'isolement progressif du continent antarctique. Malgré le refroidissement, de nombreuses régions du globe conservent un climat tempéré, voire subtropical.
Le climat au Néogène (-23 à -2,6 Ma)
Cette période a été marquée par une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires. Au début du Néogène, le climat était encore relativement chaud, avec des forêts tropicales s'étendant jusqu'aux latitudes moyennes. Cependant, au cours de la période, le climat s'est globalement refroidi ce qui a entraîné la régression des forêts tropicales et l'expansion des prairies et des savanes.
La dérive des continents a modifié la circulation océanique et atmosphérique, ce qui a eu un impact sur le climat régional. L'élévation des montagnes a créé des barrières naturelles aux déplacements des masses d'air, ce qui a contribué au refroidissement régional. La diminution du dioxyde de carbone atmosphérique a entraîné une diminution de l'effet de serre, avec pour conséquence, un refroidissement global de la planète.
Le refroidissement du Néogène a eu un impact profond sur la flore et la faune de la Terre. De nombreuses espèces de plantes et d'animaux qui étaient adaptées aux climats chauds ont disparu, tandis que de nouvelles espèces adaptées aux climats plus froids ont évolué. Le Néogène a également été une période de grands changements dans l'histoire de la Terre. C'est au cours de cette période que la calotte glaciaire de l'Antarctique s'est formée et que les premières glaciations ont eu lieu dans l'hémisphère nord. C'est également au cours de cette période que les hominidés, les ancêtres des humains, ont évolué.
Au début du Néogène, à l'époque Miocène (-23 millions à -5,3 millions d'années), le climat était encore relativement chaud avec des forêts tropicales s'étendant jusqu'à des latitudes plus élevées qu'aujourd'hui. Cependant, une tendance au refroidissement s'est amorcée, avec une diminution progressive des températures mondiales. Le Miocène a été une période de transition climatique. Le refroidissement s'est poursuivi, et les calottes glaciaires se sont étendues en Antarctique. Cela a entraîné une baisse du niveau de la mer et une modification des courants océaniques. Les forêts tropicales ont reculé, laissant place à des prairies et des savanes.
Le Pliocène (-5,3 à -2,6 Ma) a été une période avec de fortes fluctuations climatiques. Il y a eu plusieurs périodes glaciaires et interglaciaires, avec des changements importants dans le niveau de la mer et la végétation. Les calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland se sont agrandies, et les premières glaces sont apparues dans l'hémisphère nord.
Le climat au Quaternaire (-2,6 Ma à aujourd'hui)
Le Quaternaire, la période géologique la plus récente, s'étend sur les 2,6 derniers millions d'années. Cette ère a été marquée par des fluctuations climatiques majeures, bien plus marquées que celles observées aux époques précédentes.
Des glaciations et des interglaciaires
La caractéristique principale du Quaternaire est l'alternance de périodes glaciaires (au moins 17), appelées également glaciations, et de périodes interglaciaires plus chaudes. Ces cycles climatiques se sont succédé approximativement tous les 100 000 ans. Les cycles glaciaires et interglaciaires étaient principalement influencés par des variations orbitales de la Terre autour du Soleil (cycles de Milankovitch), modifiant la répartition saisonnière de l'énergie solaire.
Durant le Pléistocène (2,6 millions d'années à environ 11 700 ans avant notre ère), les glaciations se caractérisaient par une extension importante des calottes glaciaires, recouvrant une grande partie des continents et entraînant une baisse globale des températures. Les interglaciaires, au contraire, étaient des périodes marquées par un climat plus doux, comparable à celui que nous connaissons aujourd'hui.
Würm, la dernière glaciation
La dernière glaciation, appelée Würm, a débuté il y a environ 110 000 ans et a atteint son maximum il y a environ 20 000 ans. A cette époque, les glaces recouvraient une grande partie de l'Amérique du Nord, de l'Europe et de l'Asie. Le niveau des mers était alors environ 120 mètres plus bas qu'aujourd'hui.
La glaciation Würm est nommée d'après le fleuve Würm en Allemagne, où les preuves de cette glaciation ont été particulièrement bien étudiées. Cette période correspond à la dernière grande extension des glaciers dans les Alpes et d'autres régions, marquée par des avancées et des retraits glaciaires répétés. Les variations climatiques associées ont eu un impact significatif sur les paysages et les écosystèmes de l'Europe, ainsi que sur la distribution des espèces.
L'Holocène, l'interglaciaire actuel
Depuis environ 11 700 ans, la Terre se trouve dans une période interglaciaire, appelée Holocène. Cette période est caractérisée par un climat relativement stable et chaud, propice au développement des civilisations humaines.
Les causes des changements climatiques naturels
Les variations climatiques du Quaternaire sont principalement dues à des changements dans l'orbite terrestre. Ces modifications influencent la quantité de rayonnement solaire reçue par la Terre et expliquent en grande partie les cycles glaciaires-interglaciaires. D'autres facteurs, tels que les éruptions volcaniques et les modifications de la concentration des gaz à effet de serre, ont également pu jouer un rôle dans les changements climatiques passés.
Le Petit Âge Glaciaire (PAG)
Le Petit Âge Glaciaire (PAG) est une période de refroidissement climatique qui s'est étendue approximativement entre le XIVe et le XIXe siècle, avec des impacts notables ressentis dans l'hémisphère nord, et plus particulièrement dans l'Atlantique Nord. Cette période n'a pas été uniforme et a connu plusieurs phases de refroidissement et de réchauffement.
Caractéristiques principales du PAG
Les températures moyennes globales ont baissé d'environ 1 à 1,5°C par rapport à l'époque préindustrielle. Cela s'est traduit par des hivers plus longs et plus froids, des étés plus courts et frais, et une avancée des glaciers dans certaines régions. Le PAG a été marqué par une augmentation de la fréquence et de l'intensité des événements climatiques extrêmes tels que les tempêtes, les inondations, etc. Le refroidissement climatique du PAG a eu des conséquences importantes sur les sociétés humaines. Les récoltes ont été réduites, ce qui a entraîné des famines et des crises alimentaires. Les populations ont également souffert de maladies liées au froid et à la malnutrition.
Les causes exactes du PAG ne sont pas encore entièrement comprises, mais plusieurs facteurs sont évoqués par les climatologue :
- La diminution de l'activité solaire : une diminution de l'activité solaire pendant cette période aurait pu réduire la quantité d'énergie reçue par la Terre ;
- Les éruptions volcaniques : des éruptions volcaniques majeures auraient injecté de grandes quantités de cendres et de gaz dans l'atmosphère, ce qui aurait atténué le rayonnement solaire et refroidi le climat ;
- Des changements dans la circulation océanique : des modifications dans la circulation des courants océaniques auraient pu perturber la distribution de la chaleur à la surface de la Terre.
Le PAG a pris fin graduellement à partir du milieu du XIXe siècle. Les températures ont recommencé à augmenter, et les glaciers ont reculé. Ce réchauffement s'est accéléré au cours du XXe siècle et continue aujourd'hui.
Le réchauffement climatique actuel
Il est important de noter que le réchauffement climatique actuel ne fait pas partie des cycles naturels du Quaternaire. Il est causé par les activités humaines, notamment les émissions de gaz à effet de serre dues à la combustion des énergies fossiles.
L'ère préindustrielle
L'ère préindustrielle, aussi appelée société préindustrielle, désigne la période historique qui s'étend de la préhistoire à la révolution industrielle, qui a débuté aux alentours de 1750 et s'est achevée vers 1850. Cette période est caractérisée par des sociétés majoritairement agraires, où le travail manuel et la force animale étaient les principales sources d'énergie. L'impact humain sur le climat était minime pendant l'ère préindustrielle. Les activités humaines, telles que l'agriculture et la déforestation, avaient un certain impact sur le climat local, mais n'ont pas eu d'effet significatif sur le climat global.
Il est important de comprendre le climat préindustriel pour mieux comprendre le changement climatique d'origine humaine. En comparant le climat d'aujourd'hui au climat préindustriel, nous pouvons voir clairement que le réchauffement climatique est réel et qu'il est causé par les activités humaines.
L'ère industrielle
Le changement climatique d'origine humaine est un phénomène récent. Depuis le début de l'ère industrielle, les émissions de gaz à effet de serre par les activités humaines ont entraîné une augmentation de la température moyenne globale d'environ 1 °C. Ce réchauffement a déjà eu un impact significatif sur le climat de la Terre, provoquant une augmentation du niveau de la mer, des événements climatiques plus extrêmes et des changements dans les écosystèmes.
Le réchauffement climatique actuel est un phénomène beaucoup plus rapide et intense que les changements climatiques naturels du passé.
La dérive des continents
Au début du Cénozoïque, il y a environ 66 millions d'années, les continents étaient encore en pleine dérive après la dislocation du supercontinent Pangée à la fin du Mésozoïque. La Pangée s'était déjà divisée en deux masses continentales principales : le Laurasie au nord et le Gondwana au sud.
Laurasie regroupait l'Amérique du Nord, l'Europe et l'Asie. Ces continents étaient encore reliés entre eux par des isthmes, mais ils ont commencé à se séparer au cours du Cénozoïque. Gondwana regroupait l'Afrique, l'Amérique du Sud, l'Inde, l'Australie et l'Antarctique. Ces continents étaient également reliés entre eux par des isthmes, mais ils ont également commencé à se séparer au cours du Cénozoïque.
Au cours du Cénozoïque, les continents ont continué à dériver et à se heurter les uns les autres. Cela a entraîné la formation de chaînes de montagnes, comme les Alpes et l'Himalaya. Elle a également contribué à la formation de bassins océaniques. La dérive des continents a également eu un impact important sur le climat de la Terre. Elle a permis la migration des plantes et des animaux vers de nouveaux territoires, ce qui a conduit à une diversification spectaculaire des espèces.
Voici quelques-uns des changements qui se sont produits dans la disposition des continents au cours du Cénozoïque:
- L'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud se sont séparées, permettant la formation du canal de Panama ;
- L'Inde s'est heurtée à l'Asie, provoquant la formation de l'Himalaya ;
- L'Australie s'est séparée de l'Antarctique ;
- L'Afrique s'est heurtée à l'Europe, provoquant la formation des Alpes.
La dérive des continents continue aujourd'hui, mais à un rythme beaucoup plus lent. On estime que l'Amérique du Nord s'éloigne de l'Europe d'environ 2,5 centimètres par an.