la quête pour définir l'anthropocène

Le lac Crawford est si petit qu'il ne faut que 10 minutes pour se promener tout autour de ses rives. Mais sous sa surface, cet étang du sud de l'Ontario, au Canada, cache quelque chose de particulier qui attire l'attention des scientifiques du monde entier. Ils sont à la recherche d'un marqueur distinctif enfoui au fond de la boue – un signal désignant le moment où les humains ont atteint un tel pouvoir qu'ils ont commencé à transformer de manière irréversible la planète. Les couches de boue dans ce lac pourraient être zéro pour Anthropocene – une nouvelle époque potentielle du temps géologique.

Ce lac est inhabituellement profond pour sa taille, de sorte que ses eaux ne se mélangent jamais complètement, ce qui laisse son fond non perturbé par les vers ou les courants fouisseurs. Les couches de sédiments s'accumulent comme des cernes, créant ainsi une archive de près de 1000 ans. En haute fidélité, il a capturé des preuves du peuple iroquois qui cultivait le maïs le long des rives du lac il y a au moins 750 ans, puis des colons européens qui ont commencé à cultiver et à abattre des arbres plus de cinq siècles plus tard. Aujourd'hui, les scientifiques recherchent des signes de bouleversement liés aux humains bien plus récents et significatifs.

Les échantillons de carottes prélevés au fond du lac "devraient se traduire par un signal très net", déclare Francine McCarthy, micropalaéontologue à l'université Brock de St Catherines, en Ontario, "et aucun ne s'est brouillé avec les palourdes." McCarthy étudie le lac depuis les années 1980, mais elle le regarde maintenant sous un angle radicalement nouveau.

Crawford Lake est l’un des dix sites de la planète étudiés par les chercheurs en tant que marqueurs potentiels du début de l’Anthropocène, une désignation non encore officielle et dont l’inclusion est envisagée dans l’échelle de temps géologique. Le groupe de travail sur l'anthropocène (AWG), un comité de 34 chercheurs formé par la Commission internationale de stratigraphie (ICS) en 2009, dirige les travaux dans le but de préparer une proposition visant à reconnaître formellement l'anthropocène. Cette nouvelle époque marquerait un net départ par rapport à l’Holocène, qui a commencé avec la fin de la dernière période glaciaire. Pour définir une nouvelle époque, les chercheurs doivent trouver dans le disque de roche un marqueur représentatif identifiant le point où l'activité humaine a explosé à une telle échelle qu'elle a laissé une signature indélébile sur le globe.

Étant donné tout ce que les gens ont fait à la planète, il existe de nombreux marqueurs potentiels. «Sur le plan scientifique, nous n’avons que l'embarras du choix, mais nous devons le cerner», déclare Jan Zalasiewicz, paléobiologiste à l'Université de Leicester, au Royaume-Uni, et président de l'AWG.

Le plan actuel du comité consiste à examiner l'héritage de l'ère atomique, lorsque des débris radioactifs provenant d'explosions de bombes nucléaires au milieu du XXe siècle ont laissé une empreinte de radio-isotopes dans l'atmosphère, les roches, les arbres et même les humains. "Il y a une forte explosion de bombe entre 1952 et 1954 qui est tout à fait distincte et évidente", dit Zalasiewicz.

Une fois qu'ils ont choisi leur marqueur représentatif, les chercheurs travaillant avec l'AWG doivent rassembler suffisamment de preuves du monde entier pour convaincre les instances dirigeantes de la géoscience qu'elles ont trouvé un signal vraiment fiable pour le début de l'Anthropocène. Cependant, certains scientifiques affirment que l'activité humaine façonne la planète depuis des milliers d'années et que le groupe de travail s'est installé trop rapidement dans les années 50 pour le début de l'époque proposée. Erle Ellis, géographe à l’Université du Maryland, dans le comté de Baltimore, et membre de l’AWG, a critiqué le projet du comité de désigner le début de l’Anthropocène. "L'AWG a décidé du moment choisi pour délimiter la frontière avant de choisir le marqueur, et non l'inverse", a déclaré Ellis.

Preuves solides

En fin de compte, ce seront les rochers qui auront le dernier mot. La décision de désigner officiellement l'Anthropocène dépendra des preuves stratigraphiques conservées dans les archives géologiques, à savoir si l'homme a laissé un ensemble distinctif de marques préservées dans la roche, la boue de fond de mer ou la glace glaciaire qui indique un changement fondamental de la planète. .

Après une décennie d’investigation sur cette question, le Groupe de travail spécial a décidé en mai que les êtres humains avaient en fait laissé une marque géologique indélébile. Lors d'un vote contraignant en mai, 29 des 34 membres ont choisi d'avancer dans le développement d'une proposition soutenant la désignation de l'Anthropocène.

La prochaine tâche de l’AWG consiste à présenter une proposition formelle identifiant un point et une section de stratotype de limite globale (GSSP), ou «pic d’or» (voir). Un GSSP est un marqueur géologique principal à un endroit qui peut être mis en corrélation avec des sites du monde entier dans divers environnements. L’épine dorée de l’Anthropocène doit démontrer qu’il existait un moment globalement synchrone lorsque des processus physiques, chimiques et biologiques équivalaient à un franchissement irréversible d’un seuil géologique de l’Holocène à un tout autre phénomène.

Lors de son récent vote, les membres du Groupe de travail spécial ont décidé en très grande majorité de poursuivre un GSSP au milieu du XXe siècle. Cette époque marque le début de la «grande accélération», une vaste transformation après la Seconde Guerre mondiale, lorsque la population croissante a commencé à consommer des ressources et à créer des matériaux totalement nouveaux à un rythme exponentiel, éclipsant même la révolution industrielle. Toute cette activité a déversé dans l'environnement des quantités sans précédent de polluants organiques persistants, accéléré le taux d'extinctions animales et créé des caractéristiques géologiques qui n'avaient jamais existé auparavant. Il s'agit notamment de mines d'or de 4 km de profondeur et de décharges de plus de 70 mètres de haut, comme le Teufelsberg à Berlin, où les gravats de la Seconde Guerre mondiale ont été entassés dans une colline artificielle. Bien que l’AWG explore encore plusieurs pics dorés potentiels, l’enregistrement radioactif de l’ère nucléaire est devenu le favori. «Les radionucléides ressemblent toujours au signal le plus net», déclare Zalasiewicz. L’AWG a résumé ses travaux actuels dans L'Anthropocène en tant qu'unité temporelle géologique, publié en février par Cambridge University Press.

Crawford Lake a une concurrence sérieuse dans le concours pour devenir le lieu de la pointe d'or. Colin Waters, géologue à l'Université de Leicester et secrétaire de l'AWG, coordonne des équipes de recherche qui étudient un réservoir en Californie, une carotte de glace de l'Antarctique, des gisements de grottes dans le nord de l'Italie, des récifs coralliens dans les Caraïbes et en Australie, ainsi qu'une tourbière. en Suisse, entre autres sites. Tous analyseront le signal des radionucléides, très probablement le carbone 14 et le plutonium 239, un isotope à vie longue, ainsi que des marqueurs secondaires allant des polluants organiques persistants aux microplastiques en passant par les cendres volantes provenant de la combustion du charbon.

Malgré la longue liste de sites potentiels et de marqueurs, les progrès ont été lents. «L’échelle de temps géologique est un outil utilisé par tous les géologues du monde entier», déclare Martin Head, spécialiste des sciences de la Terre à l’Université Brock et membre de l’AWG. «Il est donc très important que des changements gratuits ne se produisent pas. Tout changement devrait être très, très soigneusement considéré. "

Quête de la pointe d'or

La quête d'une pointe dorée ramène à ces couches bigarrées sous les eaux calmes du lac Crawford. M. McCarthy collabore avec des chercheurs ailleurs au Canada et dans le monde pour analyser des échantillons de base de 1940 à 1965, années qui ont connu des retombées nucléaires maximales et le début de la grande accélération.

Un laboratoire de Zurich, en Suisse, recherche le principal marqueur de radionucléides et une équipe de Londres recherche d'autres signaux, tels que des concentrations croissantes de cendres volantes, pour voir s'ils sont tous synchrones. Aux États-Unis, un groupe mesurera l’abondance de testicules amibes – des microorganismes unicellulaires entourés d’une coquille qui persiste depuis des milliers d’années. Les populations de ces amibes explosent, souvent au détriment des autres espèces, lorsque les éléments nutritifs provenant des habitations humaines et des eaux de ruissellement agricoles fournissent une alimentation excessive. Des chercheurs de Toronto, au Canada, rechercheront des microplastiques qui pourraient être arrivés par l’eau, par le vent sur des fibres en suspension dans l’air ou même par des insectes qui les avaient ingérés.

Sur un autre site candidat, Searsville Lake, dans la région de la baie de San Francisco, en Californie, une équipe teste les radionucléides ainsi que d’autres indicateurs de l’influence humaine. Ils examineront des échantillons de sédiments du fond du lac pour identifier les changements dans l'utilisation des sols dans la région, ainsi que les quantités croissantes de pollution par le plomb et le mercure.

"Nous espérons créer un véritable" film "de la région de la Baie au cours des cent dernières années, explique Elizabeth Hadly, biologiste à l'université de Stanford et l'un des principaux chercheurs du site de Searsville. Toutefois, aux fins de la désignation Anthropocène, elle-même et d’autres chercheurs auraient besoin de trouver un pic en or clair aux alentours de 1950 qui marque un bond en avant de l’activité humaine qui correspond également à ce que d’autres sites candidats à travers le monde découvrent.

Pendant ce temps, dans l’hémisphère Sud, Liz Thomas, paléoclimatologue du British Antarctic Survey à Cambridge, au Royaume-Uni, dirigera une équipe chargée d’analyser une carotte de glace de la péninsule Antarctique. Les signaux humains des radionucléides, ainsi que des métaux lourds et des particules de cendres volantes, ont été retrouvés même sur ce continent éloigné. Son équipe analysera également la température, l’accumulation de neige, le dioxyde de carbone et le méthane, qui ont tous changé de façon marquée au milieu du XXe siècle, mais qui ne sont peut-être pas parfaitement synchronisés avec le pic de la bombe.

Une série de votes

À l'instar des enregistrements stratigraphiques étudiés par les chercheurs, la décision de désigner officiellement l'Anthropocène est à plusieurs niveaux. L’AWG a pour objectif de présenter une proposition finale identifiant un GSSP du milieu du XXe siècle à son organisme principal, la Sous-Commission du Quaternaire du SCI, d’ici 2021. Si elle est approuvée, la proposition sera votée par le SCI et sera ensuite transmise à l’exécutif. comité de l'Union internationale des sciences géologiques (IUGS) pour la ratification finale. L’Anthropocène deviendra officiellement une nouvelle unité de la Carte chronostratigraphique internationale, plus connue sous le nom d’Échelle de temps géologique, si elle surmonte tous ces obstacles. À ce jour, les 65 GSSP qui ont été ratifiés appartiennent aux milieux marins, à l’exception de celui qui marque le début de l’Holocène, qui utilise un noyau de glace du Groenland.

Le processus formel a progressé beaucoup plus lentement que la culture populaire, qui a déjà embrassé l'Anthropocène et utilisé le terme sur tout, des albums de disques aux couvertures de magazines. Mais le GTS est clair que son mandat est de prendre des décisions basées sur le seul enregistrement stratigraphique.

Tout le monde n'est pas convaincu qu'il puisse encore le faire. Un point sensible est que le groupe de travail a pris une décision sur le moment de fixer la limite, même s’il ne s’était pas encore fixé une pointe dorée dans l’enregistrement stratigraphique. «Il s’agit d’imposer des idées à la matière, de façonner les preuves, mais ce devrait être l’inverse», déclare Matt Edgeworth, archéologue à l’Université de Leicester.

Edgeworth est membre du Groupe de travail spécial mais a voté contre la décision de reconnaître l’Anthropocène. L’un des problèmes est que le signal du radionucléide, même s’il persistera pendant 100 000 ans, s’affaiblira à mesure que les éléments radioactifs se désintègrent. «En termes géologiques, où la plupart des limites dans le temps ont des millions d'années», affirme Edgeworth, «ce n'est pas un marqueur très durable».

D'autres critiques, notamment William Ruddiman, paléoclimatologue à l'Université de Virginie à Charlottesville, ont réclamé le début de l'Anthropocène lorsque les humains ont commencé à explorer la Terre avec l'agriculture il y a des milliers d'années, ou lorsqu'ils ont anéanti la mégafaune de l'Australie et de l'Amérique du Nord, plusieurs millénaires avant 1950 (voir). Certains se sont prononcés contre la désignation de l'Anthropocène, sachant que l'Holocène a été marqué par une montée d'influences humaines depuis la fin de la dernière période glaciaire.

Zalasiewicz reconnaît volontiers que les impacts humains sont bien reconnus pendant la majeure partie de l'holocène, mais l'ampleur du changement planétaire depuis le début de la grande accélération, ainsi que l'introduction soudaine de substances totalement nouvelles sur la planète, sont sans précédent. «Quand j'ai commencé ce travail, je pensais que l'Anthropocène, en tant qu'unité géologique, risquait de s'effondrer, car tout serait insipide et ne serait qu'une gradation», explique-t-il. «Mais en fait, cela s'est accentué».

Bien que Edgeworth remette en question le seul marqueur du milieu du XXe siècle, il ne nie pas que notre espèce a modifié le monde. «Je constate par moi-même l’énorme impact que les humains continuent d’avoir sur les couches de surface», dit-il. "C'est presque comme si une nouvelle couche, géologiquement parlant, se formait à la surface de la Terre."

Max Berkelhammer, spécialiste des sciences de la Terre à l’Université de l’Illinois à Chicago, qui n’est pas impliqué dans le débat en cours, mais dont les recherches ont contribué à la désignation de l’Holocène, défend les conclusions de l’AWG. «Il est difficile de dire que ce qui s’est passé au XXe siècle n’est qu’une autre manifestation de ce qui s’est passé au cours des derniers milliers d’années», dit-il. «L'ampleur du changement est tellement plus grande. Et il est difficile d’imaginer un parcours inversé.