Vers un réchauffement climatique « irréversible »? // « Are we heading to « committed warming »?

Il y a quelques années, alors que nous parlions du réchauffement climatique, Jean-Louis Etienne pensait que, à supposer qu’on arrête d’un coup de baguette magique les émissions de gaz à effet de serre, il faudrait au moins un siècle à leurs concentrations dans l’atmosphère pour se dissiper.
Selon un professeur de l’Université de Californie du Sud, la dissipation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère réside dans le concept de «réchauffement irréversible», également connu sous le nom de «réchauffement de canalisation».
Avant que les humains commencent à brûler des combustibles fossiles, le budget énergétique de la Terre était à peu près en équilibre. L’énergie entrante était à peu près la même que l’énergie sortante. Avec plus d’énergie entrante que sortante, l’énergie thermique de la Terre augmente, avec un accroissement de la température des terres, des océans et de l’air, ce qui entraîne la fonte de la glace. Aujourd’hui, les concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère sont supérieures de plus de 50 % à ce qu’elles étaient à l’aube de l’ère industrielle. Il est donc évident que les gaz à effet de serre émis aujourd’hui réchaufferont la planète pendant des années.
Les conséquences de la modification de l’équilibre énergétique de la Terre mettent du temps à se manifester. C’est comme lorsqu’on ouvre robinet d’eau chaude par une froide journée d’hiver : les tuyaux sont pleins d’eau froide; il faut donc du temps pour que l’eau chaude arrive – d’où l’expression « réchauffement de canalisation ».
Il existe trois raisons pour lesquelles le climat de la Terre devrait continuer à se réchauffer après l’arrêt des émissions de gaz à effet de serre:
1) Les principaux contributeurs au réchauffement climatique – le dioxyde de carbone et le méthane – persistent longtemps dans l’atmosphère : environ 10 ans en moyenne pour le méthane, et environ 400 ans pour le dioxyde de carbone. Donc, comme je l’ai écrit plus haut, l’arrêt des émissions ne se traduit pas par une réduction instantanée de la quantité de gaz nocifs dans l’atmosphère.
2) Une partie de ce réchauffement a été contrebalancée par les émissions anthropiques d’une autre forme de pollution : les aérosols sulfatés, minuscules particules émises par la combustion de combustibles fossiles, qui renvoient la lumière du soleil vers l’espace. Au cours du siècle dernier, cet effet d’assombrissement global a masqué l’effet de réchauffement des émissions de gaz à effet de serre. Le problème, c’est que ces aérosols et d’autres produits émis par l’homme nuisent eux aussi à la santé humaine et à la biosphère. Leur élimination et celle des gaz à effet de serre à courte durée de vie se traduit par quelques dixièmes de degré de réchauffement de l’atmosphère sur environ une décennie.
3) Le climat de la Terre met du temps à s’adapter à tout changement intervenu dans l’équilibre énergétique. Environ les deux tiers de la surface de la Terre sont constitués d’eau, parfois très profonde, qui met du temps à absorber l’excès de carbone et de chaleur. Jusqu’à présent, plus de 91 % de la chaleur ajoutée par les activités humaines et environ un quart de l’excès de carbone sont allés dans les océans. Les 9% restants contribuent à l’élévation du niveau des océans par la dilatation thermique, tandis que l’excès de carbone acidifie l’océan, le rendant plus corrosif pour de nombreux organismes à coquille, avec risque de perturbation de la chaîne alimentaire océanique.
On peut se demander à quel point le réchauffement climatique sera « irréversible ». Il n’existe pas à l’heure actuelle de réponse claire. Il est très difficile de déterminer l’ampleur du réchauffement à venir. Une étude incluant 18 modèles du système terrestre a révélé que lorsque les émissions de gaz ont été coupées, certains modèles ont continué à montrer un réchauffement pendant des décennies, voire des siècles, tandis que d’autres modèles ont montré un refroidissement rapide. Une autre étude, publiée en juin 2022, a révélé qu’il y avait 42 % de chances pour que le monde soit déjà engagé dans une hausse de température de 1,5°C.
La quantité de réchauffement est particulièrement importante car ses conséquences n’augmentent pas simplement proportionnellement à la température de la planète ; elles augmentent aussi de façon exponentielle, en particulier si l’on se réfère à la production alimentaire menacée par la chaleur, la sécheresse et les tempêtes. De plus, il existe des points de basculement (« tipping points ») qui pourraient engendrer des changements irréversibles dans des secteurs fragiles du système terrestre, comme les glaciers ou les écosystèmes.
Le cœur du problème climatique, ancré dans cette idée de « réchauffement irréversible », est qu’il existe de grands écarts entre les modifications du comportement humain et l’évolution du changement climatique. Bien que l’évaluation précise du « réchauffement irréversible » soit encore sujette à controverse, toutes les études montrent que la solution la plus sûre consiste à passer de toute urgence à une économie sans carbone, plus équitable et générant beaucoup moins d’émissions de gaz à effet de serre.
Source : The Conversation.

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A few years ago, while talking about global warming with Jean-Louis Etienne, he told me that, supposing we stop greenhouse gas emissions suddenly with a magic wand, it would take their concentrations in the atmosphere at least one century to dissipate.

According to a professor at the University of Southern California, the time it would take greenhouse gasses to disappear from the atmosphere lies in the concept of “committed warming,” also known as “pipeline warming.”

Before people began burning fossil fuels, Earth’s energy budget was roughly in balance. About the same amount of energy was coming in from the Sun as was leaving. With more energy coming in than leaving, Earth’s thermal energy increases, raising the temperature of land, oceans and air and melting ice. Today, carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere are more than 50% higher than they were at the dawn of the industrial age. Greenhouse gases emitted today will warm the planet for years.

The effects of tampering with Earth’s energy balance take time to show up. It is like what happens when you turn the hot water faucet all the way up on a cold winter day: The pipes are full of cold water, so it takes time for the warm water to get to you – hence the term “pipeline warming.”

There are three major reasons Earth’s climate is expected to continue warming after emissions stop.

1) The leading contributors to global warming – carbon dioxide and methane – linger in the atmosphere for a long time: about 10 years on average for methane, and about 400 years for carbon dioxide. So, as I put it before, turning off emissions does not translate into instant reductions in the amount of noxious gases in the atmosphere.

2) Part of this warming has been offset by man-made emissions of another form of pollution: sulfate aerosols, tiny particles emitted by fossil fuel burning, that reflect sunlight out to space. Over the past century, this global dimming has been masking the warming effect of greenhouse emissions. But these and other man-made aerosols also harm human health and the biosphere. Removing those and short-lived greenhouse gases translates to a few tenths of a degree of additional warming over about a decade.

3) Earth’s climate takes time to adjust to any change in energy balance. About two-thirds of Earth’s surface is made of water, sometimes very deep, which is slow to take up the excess carbon and heat. So far, over 91% of the heat added by human activities, and about a quarter of the excess carbon, have gone into the oceans. The extra heat contributes to sea level rise through thermal expansion, while the extra carbon makes the ocean more corrosive to many shelled organisms, which can disrupt the ocean food chain.

We may wonder how much « committed warming » we are in for? There is not a clear answer. Determining the amount of warming ahead is complicated. A study of 18 Earth system models found that when emissions were cut off, some continued warming for decades to hundreds of years, while others began cooling quickly. Another study, published in June 2022, found a 42% chance that the world is already committed to 1.5 degrees.

The amount of warming matters because the dangerous consequences of global warming don’t simply rise in proportion to global temperature; they typically increase exponentially, particularly for food production at risk from heat, drought and storms.

Further, Earth has tipping points that could trigger irreversible changes to fragile parts of the Earth system, like glaciers or ecosystems.

The heart of the climate problem, embedded in this idea of « committed warming », is that there are long delays between changes in human behavior and changes in the climate. While the precise amount of committed warming is still a matter of some contention, evidence shows the safest route forward is to urgently transition to a carbon-free, more equitable economy that generates far less greenhouse gas emissions.

Source : The Conversation.

 

2015 a été l’année la plus chaude depuis le début des relevés en 1880 (Source: NASA, NOAA)

Les conclusions alarmistes du dernier rapport du GIEC

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) vient de publier ses dernières évaluations et prévisions climatiques. Comme on pouvait le prévoir, les nouvelles ne sont pas bonnes ; elles sont même catastrophiques.

La température globale à la surface de la Terre a été supérieure de 1,09°C entre 2011 et 2020 à qu’elle était entre 1850 et 1900, avec une hausse plus importante au niveau des terres (1,59°C) qu’au niveau des océans (0,88°C).

Cette hausse a forcément des conséquences :

Entre 1901 et 2018, le niveau des océans a grimpé de 20 centimètres, plus vite que lors de n’importe quel autre siècle depuis au moins 3 000 ans.

En Arctique, entre 2011 et 2020, l’étendue moyenne de la banquise en Arctique a atteint son plus bas niveau depuis 1850.

La fonte des glaciers a causé un recul de leur surface « sans précédent depuis 2 000 ans ».

La concentration de CO2 dans l’atmosphère est la plus élevée depuis au moins 2 millions d’années. Elle atteignait 414,99 ppm le 5 août 2021, en hausse de 2 ppm par rapport à la même époque en 2020 ! Cette concentration n’a fait qu’augmenter depuis le dernier rapport du GIEC. Elle atteignait en 2019 son plus haut niveau « depuis au moins 2 millions d’années pour le CO2 et depuis au moins 800 000 ans  pour le méthane et le protoxyde d’azote, deux autres gaz à effet de serre.

Le résultat ne s’est pas fait attendre. La capacité du monde à limiter le réchauffement de la planète à +1,5°C par rapport à l’ère pré-industrielle (objectif idéal de l’Accord de Paris) n’est plus à l’ordre du jour. Le rapport du GIEC envisage deux trajectoires de hausse des températures. Si rien n’est fait, elles pourraient augmenter de 2,1°C à 3,5°C d’ici la fin du siècle, ou de 3,3°C à 5,7°C d’après les pires trajectoires, par rapport à la période 1850-1900.

On peut lire dans le dernier rapport du GIEC que les activités humaines sont, « sans équivoque », à l’origine du réchauffement climatique. Elles ont contribué au schéma actuel des précipitations, Elles sont aussi à l’origine du recul des glaciers depuis les années 1990, de la fonte de la banquise en Arctique ou encore du réchauffement de la couche supérieure des océans. La conclusion de ce chapitre est sans appel : « Les activités humaines affectent toutes les composantes du système climatique, certaines d’entre elles réagissant pendant des décennies et des siècles. »

Au moment où les catastrophes se multiplient à travers le monde, les scientifiques écrivent noir sur blanc que nombre de ces événements sont causés par le changement climatique. « Les preuves qui montrent du changement dans des extrêmes comme les vagues de chaleur, les fortes précipitations, les sécheresses et les cyclones tropicaux ont été renforcées depuis » le dernier rapport de 2014.

Ces preuves permettent aujourd’hui d’établir que les extrêmes de chaleur ou encore les fortes précipitations sont plus fréquents et plus intenses depuis les années 1950, à cause du changement climatique.

Après ce bilan et ces perspectives pessimistes, le GIEC présente plusieurs solutions. Il faut d’abord atteindre la neutralité carbone, autrement dit arriver à un équilibre entre les émissions anthropiques et les absorptions de CO2, car « chaque tonne de CO2 émise s’ajoute au réchauffement global ».

Le GIEC aborde ensuite le budget carbone : il s’agit d’une estimation de la quantité de CO2 que l’humanité peut encore émettre avant de dépasser l’objectif des 1,5°C. Le groupe d’experts estime qu’il ne faut pas aller au-delà d’environ 500 gigatonnes de CO2. Ils évoquent enfin la capture de carbone, qui a le « potentiel de retirer du CO2 de l’atmosphère et de le stocker durablement dans des réservoirs ».Ce sont quelques unes des solutions qui seront approfondies dans un autre volet du rapport consacré aux mesures d’atténuation. Sa publication est prévue pour début 2022.

Source : Presse nationale, France Info en particulier.

Que se passera-t-il maintenant ? Nos gouvernants prendront-ils enfin conscience de la gravit é de la situation ? Les larmes de crocodile versées après un tel rapport et l’hypocrisie qui imprègne les pseudo mesures prises ne dureront qu’un temps. Un jour ou l’autre, la situation climatique deviendra intenable et il sera trop tard pour agir.

Dernier relevé des concentrations de CO2 dans l’atmosphère et évolution sur une année (Source: Scripps Institution)

Inquiétudes pour le puits de carbone de l’Amazonie // Concerns for the Amazon carbon sink

Alors que la mise de côté – au moins momentanée – de l’exploration pétrolière au Groenland était une bonne nouvelle, il est une autre information qui est beaucoup plus inquiétante. D’après une étude publiée dans la revue Nature, les échantillons prélevés en altitude au cours de la dernière décennie montrent que le sud-est de l’Amazonie a été une source de dioxyde de carbone (CO2) sur la période 2010-2018, une évolution qui semble liée au changement climatique et à la déforestation. Le rôle de puits de carbone de la forêt amazonienne, la plus grande forêt tropicale de la planète, est donc sérieusement menacé. Il y a certes beaucoup de carbone stocké dans les forêts de l’Amazonie mais dans certaines régions, le CO2 libéré dans l’atmosphère excède maintenant ce qui est absorbé.

Les puits de carbone océanique et terrestre absorbent environ la moitié des émissions anthropiques de CO2. Les écosystèmes terrestres ont permis sur les 50 dernières années de pomper un quart du dioxyde de carbone lié aux activités humaines. Ils le doivent en grande partie à la forêt tropicale amazonienne où le CO2 absorbé pour la photosynthèse excède la quantité émise par la décomposition de la matière organique.

Si l’Amazonie, avec les 123 milliards de tonnes de carbone contenus dans ses arbres et son sol en arrivait à devenir une source plutôt qu’un puits de CO2, l’équation du changement climatique prendrait un tour plus complexe.

Depuis 1970, les forêts tropicales de la région ont diminué de plus de 17%, principalement pour permettre l’élevage du bétail et les cultures qui le nourrissent. Les forêts sont généralement défrichées par le feu, ce qui à la fois libère de grandes quantités de CO2 et réduit le nombre d’arbres disponibles pour absorber le dioxyde de carbone.

Le changement climatique est également un facteur clé. Annuellement, l’Amazonie se réchauffe dans son ensemble à peine plus que le reste de la planète. Mais il y a de grandes différences selon les régions et les saisons. Il est important de noter que le sud-est de l’Amazonie est, avec l’Arctique, un « point chaud » du réchauffement climatique.

La capacité du bassin amazonien à absorber le CO2 est un point clé mais les données satellitaires, en partie à cause de la couverture nuageuse persistante, ne sont pas en mesure de fournir une réponse complète. Pour contourner ce problème, les chercheurs ont utilisé des avions pour collecter près de 600 échantillons de CO2 et de monoxyde de carbone (CO) de 2010 à 2018, à des altitudes allant jusqu’à 4,5 kilomètres au-dessus de la canopée. Les relevés leurs ont permis de faire un bilan du CO2 absorbé par les forêts pour la photosynthèse par rapport à la quantité de CO2 produite par la décomposition de la matière organique.

Les relevés reflètent clairement les dégâts engendrés par l’activité humaine. Les changements les plus importants sont relevés dans les zones qui ont subi une déforestation à grande échelle et ont été fortement brûlées. L’étude montre que l’ouest de l’Amazonie absorbe encore légèrement plus de CO2 qu’il n’en dégage. Mais le sud-est, surtout pendant la saison sèche, émet plus de dioxyde de carbone qu’il n’en absorbe. On y observe une hausse des températures et une baisse des précipitations.

La forêt tropicale reçoit des précipitations, à l’échelle du bassin, d’environ 2 200 mm par an en moyenne. L’évapotranspiration a été estimée par plusieurs études comme étant responsable de 25 % à 35 % des précipitations totales. Mais les activités humaines risquent de perturber les interactions écosystème-climat. En effet, l’élimination des forêts provoque une augmentation de la température et réduit l’évapotranspiration.

L’Amazonie a perdu plus de 17% de sa surface forestière depuis 1970, notamment pour la conversion en terres agricoles. La déforestation s’est fortement accélérée entre 1991 et 2004. Le taux de déforestation a commencé à ralentir à partir de 2004, mais on.observe une reprise depuis 2015. La situation s’est encore aggravée avec l’élection de Jair Bolsonaro à la présidence du Brésil en 2019. En 2020, la déforestation a atteint son plus haut niveau depuis 2008.

Passés certains seuils, il est à craindre que des puits de carbone deviennent des sources importantes de libération gaz à effet de serre dans l’atmosphère. L’Amazonie est l’un des exemples de rétroactions susceptibles d’amplifier le réchauffement climatique. D’autres phénomènes pourraient entrer en jeu, comme le dégel du pergélisol, qui contient de grandes quantités de carbone organique.

Le dégel du pergélisol, les hydrates de méthane océaniques, l’affaiblissement des puits de carbone terrestres et océaniques, la croissance de la respiration bactérienne, le dépérissement des forêts amazonienne et boréale, la réduction de la couverture de neige, la réduction de la glace de mer et des calottes polaires sont autant de processus qui pourraient amplifier l’élévation de température globale liée à la hausse de concentration de CO2. Une étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences explique que l’ensemble de ces facteurs pourrait faire passer le réchauffement de la planète de 2°C à environ 2,47°C, avec une fourchette probable entre +2,24°C et +2,66°C.

Source : global-climat.

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While the shelving – at least momentarily – of oil exploration in Greenland was good news, there is another piece of news that is far more disturbing. According to a study published in the journal Nature, samples taken at altitude over the last decade show that the south-eastern Amazon was a source of carbon dioxide (CO2) over the period 2010-2018, an evolution which seems to be linked to climate change and deforestation. The role of the Amazon rainforest, the largest tropical forest on Earth as a carbon sink is therefore seriously threatened. While there is a lot of carbon stored in the forests of the Amazon, in some areas the CO2 released into the atmosphere now exceeds what is absorbed.

Oceanic and terrestrial carbon sinks absorb about half of anthropogenic CO2 emissions. Terrestrial ecosystems have made it possible over the past 50 years to pump out a quarter of the carbon dioxide linked to human activities. They owe much to the Amazon rainforest where the CO2 absorbed for photosynthesis exceeds the amount emitted by the decomposition of organic matter.

If the Amazon, with the 123 billion tonnes of carbon in its trees and soil were to become a source rather than a sink of CO2, the climate change equation would take a more complex turn. Since 1970, the region’s tropical forests have shrunk by more than 17%, mainly to support the rearing of livestock and the crops that feed them. Forests are usually cleared by fire, which both releases large amounts of CO2 and reduces the number of trees available to absorb carbon dioxide.

Climate change is also a key factor. Annually, the Amazon as a whole warms up slightly more than the rest of the planet. But there are big differences between regions and seasons. It is important to note that the southeastern Amazon, along with the Arctic, is a global warming « hot spot ».

The capacity of the Amazon basin to absorb CO2 is a key point but satellite data, mostly because of persistent cloud cover, is unable to provide a complete answer. To get around this problem, researchers used planes to collect nearly 600 samples of CO2 and carbon monoxide (CO) from 2010 to 2018, at altitudes up to 4.5 kilometers above the canopy. The readings enabled them to assess the CO2 absorbed by forests for photosynthesis in relation to the quantity of CO2 produced by the decomposition of organic matter.

The readings clearly reflect the damage caused by human activity. The most significant changes are found in areas that have suffered large-scale deforestation and have been heavily burned. The study shows that the western Amazon absorbs slightly more CO2 than it emits. But the southeast, especially during the dry season, emits more carbon dioxide than it absorbs. There is an increase in temperatures and a decrease in precipitation.

The rainforest receives basin-wide precipitation of about 2,200 mm per year on average. Evapotranspiration has been estimated by several studies to be responsible for 25% to 35% of total precipitation. But human activities risk disrupting ecosystem-climate interactions. Indeed, the elimination of forests causes an increase in temperature and reduces evapotranspiration.

The Amazon has lost more than 17% of its forest area since 1970, especially for conversion to agricultural land. Deforestation accelerated sharply between 1991 and 2004. The rate of deforestation began to slow from 2004, but there has been a recovery since 2015. The situation worsened further with the election of Jair Bolsonaro as president. Presidency of Brazil in 2019. In 2020, deforestation reached its highest level since 2008.

Beyond certain thresholds, it is to be feared that carbon sinks will become major sources of greenhouse gas release into the atmosphere. The Amazon is one example of feedback that may amplify global warming. Other phenomena could come into play, such as the thawing of permafrost, which contains large amounts of organic carbon.

Thawing of permafrost, oceanic methane hydrates, weakening of terrestrial and oceanic carbon sinks, growth of bacterial respiration, dieback of Amazonian and boreal forests, reduction of snow cover, reduction of ice sea and polar ice caps are all processes that could amplify the rise in global temperature linked to the rise in CO2 concentration. A study published in Proceedings of the National Academy of Sciences explains that all of these factors could increase global warming from 2°C to around 2.47°C, with a probable range between + 2.24°C. and + 2.66°C.

Source: global-climat.

Premiers signes de vie dans des lacs volcaniques acides ? // Early life signs in acidic volcanic lakes?

Une étude effectuée par une équipe de chercheurs de l’Université d’Akita (Japon) a révélé que peu de temps après avoir émergé de l’océan, la vie a pu s’adapter et s’installer dans des lacs volcaniques acides. L’étude, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, s’appuie sur une analyse géochimique de roches sédimentaires vieilles de trois milliards d’années prélevées dans le bassin de Witwatersrand en Afrique du Sud.

Les conclusions de l’étude japonaise ne sont pas vraiment un scoop. Des recherches antérieures ont déjà mis en évidence des signes de vie autour des «fumeurs noirs» au fond des océans, ou dans des mares de boue volcanique comme les celles qui mijotent dans la caldeira d’Uzon au Kamtchatka.

L’équipe japonaise a concentré son travail sur le Dominion Group, une formation rocheuse datant du Mésoarchéen et qui se trouve sur l’une des plus anciennes portions de la croûte terrestre – le craton du Kaapvaal – en Afrique australe. Bien que le Dominion Group se compose principalement de roches volcaniques, les chercheurs ont été plus intrigués par ses litages de roches sédimentaires, connus localement sous le nom de Wonderstone.

Dans trois carrières différentes, les chercheurs ont découvert des parois de Wonderstone, parfois hautes de plusieurs dizaines de mètres. Le matériau se compose principalement de grès et de schistes que les chercheurs ont interprété comme des débris provenant de l’érosion d’un volcan et qui auraient glissé dans un grand lac. Ce lac aurait existé à peine quelques dizaines de millions d’années après l’émergence du continent de l’océan.

La Wonderstone est une roche d’aspect sombre, presque noir et lisse. La couleur provient d’un matériau riche en carbone intercalé entre les grains de la roche. Bien que les mineurs exploitent les gisements de Wonderstone depuis des décennies, l’origine du carbone reste un mystère.

L’équipe scientifique japonaise a étudié les origines du matériau de couleur sombre en examinant la disposition des différentes formes de carbone dans la roche. Ils ont remarqué que la forme la plus lourde était rare, ce qui laisse supposer qu’elle provient d’êtres vivants tels que des micro-organismes morts. Les chercheurs ont également constaté que le profil du carbone correspondait à celui que l’on est censé trouver dans des organismes producteurs de méthane, ou méthanogènes. Ces organismes appartiennent à une ancienne famille de bactéries, les archées ou Archaea, connues pour leur capacité à survivre dans des conditions extrêmes.

En général, on pense que l’acidité n’est pas propice à la vie, mais elle a permis d’expulser des roches volcaniques les nutriments nécessaires à la vie. Ces nutriments ont pu également être fournis par une autre source. En observant les métaux présents dans la Wonderstone, les chercheurs sont arrivés à la conclusion que les fluides chauds présents dans les profondeurs avaient pu s’infiltrer dans l’ancien lac et y apporter des nutriments. Aujourd’hui, les colonies d’archées colonisent les bouches hydrothermales, elles aussi  riches en nutriments, au fond des océans.

Les chercheurs pensent que la Wonderstone pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre les anciens environnements lacustres sur Mars et la vie qui a pu y élire domicile, à supposer qu’une telle vie ait jamais existé.

Source: Yahoo News / ABC News.

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 A team of researchers from Akita University in Japan has suggested that shortly after emerging from the sea, life may have adapted to survive in acidic volcanic lakes. Their research, published in the journal Earth and Planetary Science Letters, comes from a geochemical analysis of 3-billion-year-old sedimentary rocks in the Witwatersrand Basin of South Africa.

The findings are not really new. Previous studies evidenced signs of life in the “black smokers” at the bottom of the oceans, or at volcanic mud pools like the acidic thermal pools in the Uzon Caldera (Kamchatka).

The Japanese team focused their study on the Dominion Group, a formation of rocks assembled in the Mesoarchean on what is today some of the oldest crust on Earth – southern Africa’s Kaapvaal Craton. Though the Dominion Group consists mostly of volcanic rocks, the researchers were most intrigued by its beds of sedimentary rock, known by local miners as Wonderstone*.

In three different quarries, the researchers found walls of Wonderstone, sometimes tens of meters tall. It consisted mostly of sandstones and shales, which they interpreted as debris that eroded from a volcano and slid downhill into a large lake. This lake would have existed just tens of millions of years after the continent’s emergence from the sea.

The Wonderstone is dark, almost black, and soft. The colour comes from a carbon-rich material interspersed between the rock’s grains. Although miners have exploited the Wonderstone deposits for decades, the origins of the carbon had remained a mystery.

The scientific team decided to investigate the origins of the dark material by looking at the array of different forms of carbon in the rock. They found a scarcity of the heaviest form of the element, which suggested that it came from living things such as dead microorganisms.

The team also found that the carbon profile matched what would be expected of methane-producing organisms, called methanogens. These organisms belong to an ancient domain of microbes called Archaea, which are known for their ability to survive in extreme conditions.

In general, it is believed that acidity is not conducive for life. But it leached nutrients from the volcanic rocks, which were necessary for life. Sustenance may have also come from another source. Metals present in the Wonderstone hinted to the researchers that hot fluids from deep underground were likely seeping into the ancient lake and bringing nutrients with them. Today, colonies of Archaea cluster around similarly nutrient-rich vents on the seafloor.

The researchers believe the Wonderstone could help scientists better understand ancient lake environments on Mars. Moreover, the rocks could shed light on the environments Martian life might have inhabited, if it ever existed.

Source: Yahoo News / ABC News.

* Wonderstone est l’appellation commerciale de la pyrophyllite qui est extradite en plusieurs endroits de la planète, comme l’Inde et l’Afrique du Sud.

Carrière de Wonderstone en Afrique du Sud

Echantillon de Wonderstone noire car riche en carbone

( Photos : Wonderstone Ltd)

Les archées ont d’abord été découvertes dans les environnements extrêmes, comme les sources chaudes volcaniques (Photo : C. Grandpey)