L'Arctique et les changements climatiques

Les fossiles apparaissant sur cette image proviennent des environs du lac Buchanan, à l'entrée du fjord Mokka sur la côte est de l'île d'Axel Heiberg dans l'Arctique. Ce site est à proximité du parc national Quttinirpaaq. Personne ne vit sur cette île à l'exception des scientifiques qui occupent saisonnièrement les stations de recherche.

À cette époque en Arctique, des crocodiles, des tortues ainsi que des lépidostées abondaient dans les marais. Dans les environs, on y trouvait d’impressionnantes tortues terrestres, des lémures qui planaient d’arbre en arbre, des tapirs ainsi que des coryphodon, animal ressemblant à un hippopotame, broutant de la végétation luxuriante.

En plus des fossiles présentés, on a aussi mis au jour des restes de tortues à carapace molle, d'alligators, de coryphodons (genre de rhinocéros) et divers petits mammifères (rongeurs). Les peuplements d'arbres sont dominés par le métaséquoia et le Glyptostrobus (cyprès chinois de marais) et agrémentés de ginkgos et de fougères primitives. Au nombre des arbres feuillus figurent le chêne, le bouleau, le sycomore et le noyer. On a aussi trouvé des cônes de pin, d'épinettes ainsi que des coques de noix.

On a employé diverses méthodes pour dater les fossiles, notamment la datation relative (en mettant en parallèle les couches datées dans lesquelles se trouvent les fossiles et les fossiles eux-mêmes) et la datation absolue (tirée des taux de désintégration du potassium-argon et du rubidium-strontium). On peut aussi se faire une idée de la période en puisant dans les connaissances sur les climats du passé et en repérant ceux qui auraient permis l'établissement d'une telle forêt.

Lorsque les feuilles tombent, des organismes présents dans la terre les décomposent puis les transforment en nouveau sol. Dans le cas d’Axel Heiberg, une inondation subite pourrait avoir enseveli la forêt d’un sable fin, empêchant ainsi l’oxygène de décomposer la matière organique présente. Puis lorsque l’érosion a finalement mis à découvert cette forêt ancienne, le climat avait changé. Il avait fait place à des températures glaciales ainsi qu’à du permafrost. C’est ce qui permit à la forêt de demeurer intacte jusqu'à ce jour.

Animation

Au cours de la période illustrée dans l'animation, les conditions ayant permis l'instauration d'un climat et d'un écosystème subtropicaux ont cédé le pas à un régime plus froid et moins clément. Cette animation montre deux changements : la progression du manteau de glace dans l'Arctique et l’émergence d'un pont terrestre entre l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud.

Voici quelques explications possibles aux variations extraordinaires de climat dans l'Arctique entre aujourd'hui et il y a 45 millions d'années :

• Les régimes climatiques ont pu varier d'un axe principalement ouest-est, comme aujourd'hui, à un axe sud-nord, ce qui aurait eu pour effet d’apporter un air chaud et humide dans la région arctique.
• L'isthme unissant l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud n'étant pas encore formé, les courants chauds de l'Atlantique ont pu envahir l'océan Arctique, un peu comme le courant du gulf stream qui apporte aujourd'hui les températures douces du golfe du Mexique vers le nord de l'Europe.
• En l'absence de l'effet d'albédo¹ causé par l'actuelle présence de glace, les températures ambiantes des régions polaires auraient été beaucoup plus élevées et peut-être même suffisantes pour permettre la présence d'une forêt de l'Éocène.
• Une période d'intense émission de gaz à effet de serre due à des éruptions volcaniques et à la décomposition de roches riches en carbone, ou encore de méthane à partir des océans aurait pu contribuer à une augmentation rapide des températures à l'échelle de la planète. L'augmentation aurait été ressentie avec plus d'acuité aux pôles pour s'amenuiser dans les régions équatoriales, comme semblent l'indiquer les observations actuelles.  
• Il est possible que des régimes de températures chaudes dictés par les cycles de Milankovitch²  aient coïncidé avec une ou plusieurs des situations décrites ci-dessus.