L'Anthropocène, le regard et les réflexions d'un géologue

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

14/09/2018

Résumé

Les traces d' Homo sapiens que les géologues du futur trouveront dans 66 millions d'années : Anthropocène ou crise anthropique ?


Cet article est issu de la version “brute” (avant d'éventuelles modifications demandées par des relecteurs ou imposées par des contraintes éditoriales) d'un chapitre d'un futur livre dont le titre provisoire est Anthropocène, à l'école de l'indiscipline.

En 2014, le premier curriculum “Anthropocène” a été organisé à la Maison des cultures du monde ( Haus der Kulturen der Welt ) de Berlin, en collaboration avec l'Institut Max Planck. Il a réuni des étudiants, des artistes, des chercheurs et des personnes du milieu associatif pour discuter et créer des projets liés à la question de l'Anthropocène. L'ENS de Lyon a contribué à cet événement et, fort de cette expérience, a élaboré le prototype français en produisant une formation pilote (2016-2017) destinée aux étudiants de tous les départements de l'école. Ioan Négrutiu était le maitre d'œuvre de cette initiative. Le but a été de créer par cette formation un espace nouveau de réflexivité et de débat, transversal et interactif, aux frontières croisées des disciplines sur les enjeux et défis majeurs de notre temps. Une sorte d'interdisciplinarité “extrême” sur les questions des rapports homme-nature, de leur compréhension holistique à différentes échelles socio-écosystémiques. Ce livre a pour but de laisser une trace écrite de cette expérience en assemblant des productions d'étudiants, d'enseignants chercheurs, de personnalité du monde socio-économique…

La parution du livre est prévue pour fin 2018.

« Anthropocène »

Le mot « Anthropocène » a été introduit à la fin du XXème pour nommer une “époque” géologique où l'homme serait un facteur géologiquement dominant, au moins aussi important que les autres facteurs géologiques “naturels”. Anthropocène vient des mots grecs ἄνθρωπος = anthropos = homme, et καινός = kainos = nouveau. Pourquoi le choix de ce mot, en particulier de sa terminaison en ”-cène” ? Parce que, justement, les dernières époques géologiques ont des noms se terminant en ”-cène”. Depuis le XIXème siècle, les temps géologiques ont été découpés en tranches par les géologues, grandes tranches qui incluent des tranches moyennes, qui incluent elles-mêmes des petites tranches… Dans l'échelle des temps géologiques actuellement utilisée, les géologues ont ainsi découpé le temps terrestre en quatre éons : Hadéen (−4,5 à −4 Ga), Archéen (−4 à −2,5 Ga), Protérozoïque (−2,5 à −0,54 Ga), et Phanérozoïque (−0,54 à 0 Ga)]. Le Phanérozoïque est lui-même subdivisé en trois ères : le Paléozoïque anciennement appelé « ère primaire » (−541 à −252 Ma), le Mésozoïque anciennement appelé « ère secondaire » (−252 à −66 Ma), et le Cénozoïque regroupant les anciennes « ère tertiaire » et « ère quaternaire » (−66 à 0 Ma). Le long des 4,5 Ga de la Terre, c'est la première fois qu'apparait le mot ”-cène” dans Cénozoïque, qui signifie « nouvelle vie », nommé ainsi justement parce que les fossiles commencent à ressembler aux êtres vivants actuels. Chaque ère est divisée en périodes, périodes elles-mêmes divisées en époques. Si on ne s'occupe que de l'ère cénozoïque, elle est divisée en trois périodes. Du plus vieux au plus jeune, on a le Paléogène, lui-même divisé en Paléocène (−66 à −56 Ma), Éocène (−56 à et −34 Ma) et Oligocène (−34 à −23 Ma), le Néogène lui-même divisé en Miocène (−23 à −5,4 Ma) et Pliocène (−5,4 à −2,6 Ma), et le Quaternaire, lui-même divisé en Pléistocène (−2,6 à −0,012 Ma) et Holocène (−0,012 à 0 Ma). Cela fait donc 66 millions d'années que le nom des époques géologiques se termine en ”-cène” ; créer le terme “Anthropocène” était dans la logique linguistique et phonétique et donnait une connotation sérieuse et scientifique à ce mot.

Ces coupures géologiques correspondent à des changements importants relativement globaux, c'est-à-dire que les géologues les retrouvent plus ou moins sur tout le globe terrestre. Les coupures ont surtout été proposées par les géologues quand ils constataient, dans les roches sédimentaires, des changements de flores et de faunes fossiles, mais aussi les effets indirects d'évènements comme des variations du niveau marin, de grandes glaciations et/ou variations climatiques… Ces changements et variations devaient être suffisamment importants pour qu'ils soient parfaitement visibles par des géologues plusieurs dizaines de millions d'années plus tard, et dans de très nombreux endroits du globe. Par exemple, la fin du Mésozoïque et donc le début du Cénozoïque (première apparition du mot ”-cène” dans l'histoire de la Terre) est marqué par (1) la disparition brutale de nombreux groupes de fossiles (dont les dinosaures non aviens, les ammonites…) et leur remplacement progressif par d'autres groupes, (2) un niveau d'épaisseur millimétrique de sédiments marins riches en iridium (métal ordinairement rare dans ces sédiments et apporté sur Terre par la chute d'une grosse météorite), couche également riche en micro-globules vitreux, surmontée de (3) quelques millimètres de sédiments argileux anoxiques… Le passage du Paléocène à l'Eocène correspond à une extinction non négligeable des faunes, à un bref mais intense réchauffement climatique, le tout suivi d'un renouvellement des faunes, en particulier des mammifères, avec apparition des mammifères “modernes” (Éocène signifie « aube nouvelle » en référence aux nombreux nouveaux mammifères apparaissant à cette époque). Ce dernier exemple met d'ailleurs le doigt sur les limites de validité de certaines de ces coupures qui sont, peut-être, teintées d'anthropocentrisme, ou plutôt de “mammiférocentrisme”.

L'époque que nous commençons a-t-elle une réalité géologique et correspond-elle à ces critères pour “mériter” le nom d'Anthropocène ? Dans 66 Ma, il n'y aura plus d' Homo sapiens , ni plus d' Homo tout court, de la même manière qu'il n'y a plus aujourd'hui d'espèces et même de genres de mammifères qui existaient déjà il y a 66 Ma. Mais imaginons que, dans 66 Ma, des animaux d'un autre groupe que les primates deviennent intelligents, ou que des extra-terrestres intelligents colonisent la Terre. Imaginons que cette nouvelle civilisation non humaine (et ignorant jusqu'à l'existence de l'humanité 66 Ma plus tôt) étudie la Terre, ait des géologues, et que ces derniers construisent une échelle des temps géologiques. Si nos coupures ont été judicieusement choisies, on peut raisonnablement penser qu'ils définiront à peu près les mêmes coupures que nous, qu'ils noteront que le Cénozoïque est très différent du Mésozoïque, que l'Éocène est différent du Paléocène… Mais que verront ces géologues futurs quand ils étudieront les couches vieilles pour eux de 66 Ma, aussi vieille que l'est pour nous la disparition des dinosaures non aviens ? Trouveront ils assez de “traces” de notre passage pour faire une époque Anthropocène, comme ils trouveront sans doute de quoi faire des périodes Oligocène, Miocène… Qu'allons-nous laisser comme traces à la fois durables et géologiquement majeures pour que ces géologues dans 66 Ma (qui ne seront pas des humains, et qui n'auront donc pas développé un anthropocentrisme chronique) inventent un Anthropocène (ou un Homosapiensocène, quel que soit le nom qu'ils donnent à notre espèce de mammifère) après un Pléistocène ? Ces traces ne seront pas présentes partout sur le globe, mais uniquement là où 66 millions d'années d'histoire géologique auront permis la préservation-conservation-accessibilité de terrains correspondant à cet éventuel Anthropocène. Qu'y trouveront d'éventuels géologues ?

Dans 66 Ma, d'éventuels géologues du futur trouveront-ils des ruines ou d'autres traces architecturales, industrielles… de nos réalisations humaines ?

Il est fort peu probable que les géologues du futur trouvent de nombreuses ruines, des “Pompéi” de l'Anthropocène. Villes, cimetières, routes, usines, dépotoirs… sont situés à la surface des continents, qui sont majoritairement des zones d'érosion, car situées plus hautes que le niveau de la mer. Dans 66 Ma, la surface des continents aura presque partout perdu des dizaines ou des centaines de mètres par rapport à la surface actuelle, et nos “œuvres” seront parties avec l'érosion. On peut mettre trois bémols à cette affirmation.

Premier bémol. Le niveau actuel des mers, par rapport au niveau moyen depuis des centaines de millions d'années, est bas, plus bas de 70 m par rapport à cette moyenne, tout ça parce que des millions de km3 d'eau sont stockés sous forme de glace sur le Groenland et l'Antarctique. La fonte “naturelle” totale de ces calottes n'est pas normalement prévisible d'ici quelques millions d'années, et l'homme et ses réalisations disparaitront avant ces calottes, sauf-si… Sauf si nos activité humaines entrainent directement ou indirectement un réchauffement de plus de 10 à 20°C ce qui n'est pas totalement impossible (cf. plus loin). Alors, les calottes fondront, la mer montera de 70 m en quelques dizaines de milliers d'années, et inondera toutes les villes situées plus bas que +70 m (Paris, Londres, New York, Tokyo, Calcutta…). Les ruines de ces villes seront alors recouvertes de sédiments et préservées de l'érosion. Des géologues de l'an +66 Ma pourraient les retrouver sous forme de “fossiles” si l'érosion ou des mouvements tectoniques les remettaient à l'affleurement.

Deuxième bémol. Il existe des zones qui s'enfoncent pour des raisons géologiques. Il s'agit entre autres des grands deltas, et des zones situées au pied des montagnes en formation… La Nouvelle-Orléans, tout le Bangladesh, la région de Venise… ont comme destin d'être inondés et recouverts de sédiments, ensevelissant et préservant les ruines qui n'auraient pas encore été détruites. Dans le cas du Bangladesh, ou de la Vénétie, il est probable que les sédiments qui les auront recouverts seront pris dans les chaines himalayenne et apenninique que la tectonique des plaques qui aura continué pendant ces 66 Ma aura élargies. Des géologues de l'an +66 Ma trouveront peut-être dans ces montagnes des nappes de charriage contenant les ruines de Dacca et de Venise, de leurs usines, de leurs cimetières et de leur dépotoirs pris dans des grès et des argiles…

Figure 1. Deux traces de dinosaure du Jurassique supérieur (−155 Ma), Plagne, Ain

Ce dinosaure a marché sur une plage de boue calcaire en train de s'assécher (marée basse ?) et en y laissant deux traces de pas. Cette photo a été prise juste après une averse, et le calcaire mouillé ressemble à de la boue encore humide. Il y a 155 Ma, la marée montante n'a pas effacé ces traces, mais les a recouvertes d'une nouvelle couche de boue calcaire qu'on voit bien au-dessus de la couche portant les traces. Depuis cette époque, cette plage s'est lentement enfoncée pour des raisons géologiques, ce qui l'a préservée de l'érosion et, au contraire, l'a recouverte de plusieurs centaines de mètres de sédiments. Cette boue est devenue roche, a été plissée lors de la formation du Jura, et a été portée en altitude (625 m). Les hasards de l'érosion et de l'aménagement d'un chemin forestier ont mis cette couche à l'air libre en 2009. Et, toujours par hasard, deux géologues amateurs sont passés juste à ce moment-là sur ce chemin forestier. Quelques années plus tard, cette couche et ses traces auraient été détruites par les alternances gel-dégel fracturant intensément les roches dans les montagnes du Jura. Si on applique ce qu'on sait des éléphants d'Afrique (1 éléphant pour 2 km2, longévité usuelle de 60 ans) aux dinosaures ayant vécu sur les 200 000 km2 émergés de la France pendant les 150 millions d'années du Jurassique et du Crétacé, on trouve (en ordre de grandeur) que 100 milliards de dinosaures ont dû piétiner la France et ont dû y laisser des millions de milliards de traces de pas. Or, en France métropolitaine, on ne connait qu'une dizaine de pistes de dinosaure. Pour qu'une trace de dinosaure soit préservée puis découverte, il faut une suite de circonstances “exceptionnelles” comme celles décrites ci-dessus, et rarement toutes réalisées. Et bien que les “traces” de l'activité humaine soient moins fragiles que des traces de dinosaures, trouver des traces matérielles (ruines…) de cette activité humaine sera très peu fréquent dans 66 Ma.

Voir : Les traces de dinosaure(s) sauropode(s) de Plagne (Ain) et Quand les petits théropodes marchaient dans les traces des grands sauropodes, chantier de fouille de Plagne (état au 1er août 2011) .


Troisième bémol, les réalisations humaines enterrées. L'homme construit des ouvrages parfois à de très grandes profondeurs, surtout pour l'exploitation minière (les mines les plus profondes du monde atteignent 3900 m de profondeur dans le cas de mines d'or en Afrique du Sud) ou pour stocker ses déchets (500 m pour le projet de stockage de déchets radioactifs de Bure). Les ouvrages pas trop profonds comme les éventuels ouvrages de Bure pourront être mis à jour par l'érosion et se trouver à l'affleurement dans 66 Ma (heureusement, leur radioactivité aura disparu dans 66 Ma). Quant aux mines les plus profondes, surtout celles creusée dans des terrains très stables comme l'Afrique du Sud, il est peu probable qu'il y ait eu 3900 m d'érosion dans ce secteur. Si la civilisation qui vit sur Terre dans 66 Ma aime bien l'or, et si ses géologue sont “bons”, ils iront chercher l'or là où leurs études géologiques leur diront qu'il doit y en avoir, et ils y trouveront ce qui reste des mines humaines.

Si ces géologues du futur ont mis au point des méthodes chronologiques efficaces, ils s'apercevront vite que toutes ces « ruines » sont contemporaines.

Quelles seront, dans 66 Ma, les traces directes de notre activité dans la part inorganique des sédiments ?

Beaucoup plus qu'à la surface, c'est dans les sédiments (très majoritairement déposés dans les mers et les océans) que sont enregistrés et “fossilisés” tout ce qui se passe sur Terre, dont les éventuelles marques de notre présence. Si dans 66 Ma des géologues (non humains) étudient des roches sédimentaires déposées actuellement qui seraient à l'affleurement si des mouvements géologique les ont fait émerger, s'ils font des forages dans ce qui restera à cette époque des mers et des océans actuels, que trouveront-ils qui justifierait l'introduction d'une nouvelle époque ?

Il y a d'abord la « pollution par des objets ». Dans les sédiments côtiers, on pense tout de suite à nos déchets (qu'on voit partout quand on se promène sur une plage ou quand on fait de la plongée littorale). Mais la majorité de nos déchets sont “carbonés” (plastiques…) et flottent. Ceux-ci auront très majoritairement disparu après quelques siècles ou millénaires de séjour en mer, et surtout après 66 Ma de séjour intra-sédimentaire avec les pressions et températures qui y règnent… Mais quand on regarde en détail les galets d'une plage, on trouve, fragments bien arrondis par le va-et-vient des vagues, des petits galets de verre (sous forme de jolis petits galets vert-émeraude), des galets de brique et de ciment… qui eux resteront. Les géologues futurs ne manqueront pas de les trouver, de comprendre en étudiant leur minéralogie que ces galets sont constitués de matériaux fait à haute température… Il est probable que la majorité des débris métalliques (vieilles voitures, machines à laver… très souvent abandonnées sur les côtes) auront disparu. En effet, ces objets métalliques sont principalement ferreux, et le fer dans l'eau de mer s'oxyde très vite. Les morceaux de béton armé devenus des galets de silicates de haute température, percés d'un tube creux rempli d'hydroxydes ferriques intrigueront certainement les géologues du futur. La présence d'aluminium métal (fragment d'anciennes canettes de boisson par exemple), aluminium métal qui n'existe pas dans la nature, les intriguera énormément. Tous ces objets “étranges” seront surtout cantonnés aux sédiments côtiers, car, non flottants, ils ne migreront que peu au milieu des océans.

Figure 2. Vue d'ensemble et agrandissement (en bas à droite) de la « plage de verre » ( Glass Beach ) de Fort Bragg, Californie

Jusqu'en 1967, ce secteur de la côte servait de dépotoir plus ou moins sauvage. À partir de 1967, les dépôts d'ordures furent complètement interdits et la quasi-totalité des détritus évacués vers des décharges contrôlées à l'intérieur des terres. Mais les millions de débris de verre ne purent être enlevés. Cinquante ans d'action du ressac, des marées et des tempêtes ont transformé les myriades de fragments de verre en autant de galets multicolores et translucides. Les conglomérats qui seront, éventuellement, issus de ces sédiments côtiers poseront des problèmes aux futurs géologues dans 66 Ma.


Toujours dans les sédiments côtiers, nos futurs géologues étudieront les taux de sédimentation (centimètres de sédiments déposés chaque siècle) et les parts relatives des sédiments biogènes (fragments de coquilles ou de coraux…), fins (argiles…), grossiers (sables, graviers, galets…). Et en étudiant les sédiments contemporains de nos civilisations, ils verront d'importantes anomalies. Depuis la fin de la dernière glaciation (−15 000 ans), les sédiments de chaque région du globe se déposaient en telle ou telle quantité chaque siècle ; ils avaient leurs rapports sédiments biogènes / fins / grossiers dépendant des caractéristiques locales. Mais depuis le développement de l'agriculture, l'homme a déboisé, déboisé de plus en plus. Chez nous, en Europe, le maximum de déboisement a eu lieu au XIXème siècle. Ce déboisement a pour conséquence une recrudescence de l'érosion. Cela se traduit par une augmentation de la quantité des apports sédimentaires détritiques (argile, sable…), et par une augmentation relative de la part des sédiments grossiers. À partir du milieu du XXème siècle, on assiste au contraire à une diminution du taux de sédimentation sur les côtes et de la taille de ces sédiments. Ces deux diminutions (qui participent pour une grande part au recul actuel des plages un peu partout dans le monde) sont dues (1) à la fin de la déforestation, au recul de l'agriculture dans les zones difficiles… dans certains pays, dont l'Europe, et (2) aux grands barrages qui, sur la majorité des fleuves et de leurs affluents, retiennent les sédiments dans leurs lacs de retenue. On pense par exemple au barrage de Serre-Ponçon qui prive le Rhône de beaucoup de sédiments, au barrage des Trois-Gorges ou d'Assouan respectivement en Chine et en Égypte qui font la même chose que Serre-Ponçon pour le Yang-Tse et le Nil, mais à une plus grande échelle. Notre époque correspondra donc, un peu partout sur Terre, à une période de sédimentation côtière totalement atypique, avec une rapide augmentation de la sédimentation, suivie d'une diminution tout aussi rapide.

Figure 3. Apports sédimentaires par les fleuves provençaux-languedociens (surlignés en bleu foncé sur cette image) en Méditerranée lors des crues des 11 au 15 septembre 2002

Lors de telles crues, quatre cours d'eau amènent à la Méditerranée une grande masse de sédiments dont on voit bien les panaches (1 = Grand Rhône, 2 = Petit Rhône, 3 = Vidourle, 4 = Hérault). La quantité de sédiments amenés à la mer par ces voies a dû considérablement varier depuis quelques millénaires. Sans doute assez faible avant la déforestation qui a suivi l'apparition de l'agriculture et de l'élevage dans ces régions, elle a augmenté avec ses pratiques, et a culminé au XIXème siècle, époque du maximum de la déforestation en France méridionale. Cet apport de sédiments a ensuite lentement décru avec les efforts des Eaux et Forêts pour reboiser les versants nus, avec le recul de l'agriculture dans les zones de semi-montagne, puis s'est fortement réduit avec les aménagements type barrage sur la Durance, le Rhône… Si dans 66 Ma des géologues étudient ce que seront devenus les sédiments du Golfe du Lion, sédiments qui seront sans doute inclus dans la future chaine de montagne qui résultera de la collision entre l'Europe et l'Afrique, ils trouveront des anomalies dans la répartition chronologique des apports sédimentaires.


La sédimentation en pleine mer est beaucoup plus faible que la sédimentation côtière, mais l'arrivée de déchets non dégradables (sur 66 Ma) aussi. Que trouveront nos géologues du futur en quantité suffisante et largement répandue pour être remarqué si ces sédiments de pleine mer se retrouvent à l'affleurement ? Ils trouveront tout ce que jettent et qu'ont jeté abondamment par-dessus bord toutes les marines hauturières du monde. On pense bien sûr aux amphores romaines. Mais les romains n'étaient pas fous, et les amphores, réutilisables, n'étaient pas jetées en pleine mer sauf en cas de naufrage imminent. Mais la société de gaspillage est arrivée. Des millions et sans doute des milliards de bouteilles et de canettes de sodas ont été jetées par dessus bord au milieu des océans. Et en tonnage bien plus abondant que les “canettes”, il y a les machefers et autres scories rejetés de 1850 à 1940 par toutes les marines du monde qui marchaient au charbon et à la vapeur. Ces scories, dans 66 Ma, se présenteront comme des nodules de silicates de haute température inclus dans des argiles et autres sédiments de basse température. Scories et bouteilles de verre + canettes auront été jetées en telle quantité le long de certains trajets (Europe-Amérique du Nord, Californie-Japon…) que les géologues du futur ne pourront pas ne pas les retrouver, si les sédiments actuels sont mis à la portée de leurs investigations par des mouvements géologiques. S'y ajouteront les épaves non “biodégradables”. Que restera-t-il du Titanic, inclus dans les sédiments marins, dans 66 Ma, d'identifiable par des géologues ? Une étrange accumulation d'oxydes métalliques, de matière organique, et étrangement quelques fossiles d'animaux bipèdes (nous) ayant manifestement des mœurs “terrestres” et non pas marines. Si dans 66 Ma les sédiments actuellement au fond de l'Atlantique Nord sont à l'affleurement, les centaines de navires coulés pendant la Deuxième guerre mondiale seront devenus des “fossiles” dont peut-être certains auront été trouvé et seront dans des musées.

Et, en plus de laisser des déchets solides que pourrons trouver les géologues du futur, nous laissons une empreinte chimique et même isotopique dans tous les sédiments, côtiers comme du grand large. On pense tout de suite à la pollution des mers par les éléments radioactifs, déversés dans l'environnement par les explosions nucléaires aériennes, les catastrophes civiles type Tchernobyl et Fukushima… Quelques dizaines de tonnes de corps radioactifs se sont réparties au fond de toutes les mers, et y forment actuellement une couche parfaitement repérable, repérable à cause de sa radioactivité très facile à détecter. Mais dans 66 Ma, ces éléments auront perdu leur radioactivité, et quelques dizaines de tonnes des descendants de ces éléments radioactifs réparties sur des centaines de millions de kilomètres carrés de fonds marins seront bien difficiles à détecter. On peut penser aussi à la pollution par les macromolécules types pesticides. Certaines de ces molécules sont réputées très stables à l'échelle de quelques générations humaines et empoisonneront la biosphère pour encore quelques siècles même si on en arrêtait aujourd'hui la dispersion. Mais stable à échelle humaine ne signifie pas stable à l'échelle géologique. Les macromolécules type DDT ou chlordécone ont des durées des demies-vies qui se chiffrent en décennies ou en siècles, pas en dizaines de millions d'années. D'ici 66 Ma, ces macromolécules qui imprègnent aujourd'hui les sédiments marins se seront dégradées.

Mais depuis la première utilisation des métaux à l'Âge du cuivre (environ 3000 ans avant notre ère), l'humanité pollue cours d'eau et atmosphère par des métaux, dont les fameux « métaux lourds ». Le cas du plomb est représentatif et emblématique du problème. Du plomb a commencé à être déversé dans l'environnement comme sous-produit de la production du cuivre et du bronze, puis de l'argent. Il a été exploité pour lui-même depuis au moins 3000 ans, avec deux pics de production : l'empire romain, et depuis 1850.

Figure 4. Évolution de la production de plomb (en échelle log) par l'humanité depuis 5000 ans

D'abord sous-produit indésirable et déchet de la production de cuivre, d'or et d'argent jusque vers l'an −1000, le plomb a ensuite été exploité pour lui-même. L'empire romain semble avoir multiplié par 1000 la production de plomb. Celle-ci aurait ensuite décrut d'un facteur 100, pour être re-multiplié d'un facteur 1000 à l'époque moderne. Le plomb est le métal “usuel” dont les réserves géologiques exploitables connues sont les plus faibles. Sauf nouvelles découvertes géologiques majeures, la production va inexorablement diminuer dans les décennies à venir.

Voir : D. Cossa, F. Elbaz-Poulichet, M. Gnassia-Barelli, M. Roméo, 1993. Le plomb en milieu marin, biogéochimie et écotoxicologie , Repères Océan (IFREMER), n°3,


Le plomb était déversé dans les rivières (puis la mer) par l'extraction minière et toutes les activités de la métallurgie du plomb. Le plomb était aussi répandu dans l'atmosphère par les méthodes de traitement des minerais d'argent (la coupellation) et, depuis les années 1900, par l'addition de plomb (sous forme de plomb tétra-éthyle) dans les carburants. Ce plomb atmosphérique retombait sur les continents avec la pluie et la neige (on le retrouve très bien dans les neiges du Groenland) et bien sûr aussi sur les océans. Tout ce plomb anthropique s'ajoute au plomb naturel et se retrouve dans les sédiments. Les normes anti-pollution et l'interdiction progressive de l'essence plombée commencent à faire diminuer ces rejets de plomb, rejets qui diminueront obligatoirement dans quelques décennies par l'épuisement des réserves connues.

Et de fait, les carottes de sédiments montrent un pic de teneur en plomb en s'approchant de la surface, avec des teneurs multipliées d'un facteur 2 à 10, et bien plus au niveau d'estuaires de fleuves très pollués.

Figure 5. Évolution de la teneur en plomb des sédiments superficiels du plateau continental de France métropolitaine

On voit une forte augmentation de la teneur en plomb dans les 5 centimètres de sédiments les plus superficiels du Golfe du Lion, et dans les 15 derniers centimètres des sédiments au large de Bayonne. Vu les taux de sédimentations dans ces deux zones, ces 5 et 15 cm correspondent aux derniers 75 à 100 ans. On voit là le passage de la teneur pré-industrielle à la teneur “syn-industrielle”. Des carottes de sédiments vingt fois plus longues auraient sans doute mis en évidence le pic “romain ”.

Voir : D. Cossa, F. Elbaz-Poulichet, M. Gnassia-Barelli, M. Roméo, 1993. Le plomb en milieu marin, biogéochimie et écotoxicologie , Repères Océan (IFREMER), n°3,


Et, de même que les géologues actuels trouvent un pic d'iridium dans les sédiments de −66 Ma, les géologues du futur trouveront un pic de plomb (et de bien autres métaux) dans les sédiments déposés aujourd'hui. Si ces géologues futurs travaillent avec une bonne résolution, ils trouveront même un double pic pour le plomb, les deux maxima étant séparés de 2000 ans (le pic romain et le pic du XXème siècle).

En étudiant les sédiments, et indépendamment de leur contenu paléontologique, les géologues trouveront donc un niveau très particulier, avec à la fois (1) des inclusions minérales de haute température (scories, verre, ciment …), (2) une évolution de production et de granulométrie des sédiments côtiers rapide et atypique, (3) une teneur en métaux lourds beaucoup plus importante que la normale. Et si ces géologues du futur sont bons en chronologie, ils s'apercevront que ce niveau très particulier a le même âge sur tout le globe.

Que verra-t-on dans 66 Ma, des perturbations climatiques, chimiques (CO2)… que nous faisons ?

Homo sapiens est déjà responsable d'une augmentation de l'effet de serre (due à une augmentation du CO2 de 280 à 400 ppm, soit 42 % d'augmentation depuis 1860) et d'une augmentation de la température moyenne de la Terre de 1°C. À cause de l'inertie des systèmes climatiques et océaniques, et même si nous ramenons nos rejets de CO2 à leur niveau préindustriel, ces augmentations vont continuer (en se ralentissant) encore de nombreuses décennies. Plusieurs scénarios sont possibles, sachant que quoi qu'il arrive (et sauf erreur majeure des géologues actuels dans leurs estimations des réserves en charbon, gaz…) la combustion du carbone fossile s'arrêtera au plus tard dans quelques siècles par épuisement de tous ses gisements. Le scénario optimiste est celui qui limite notre production de CO2 et stabilise la température à +2°C par rapport à l'an 1900. Des scénarios intermédiaires modélisent une augmentation de CO2 et donc de température pouvant atteindre +5° en 2100, et combien en 2200, 2300 avant l'épuisement des réserves de carbone fossile ? Les scénarios pessimistes prédisent que cette hausse de température sera suffisante pour déstabiliser les clathrates de méthane du pergélisol sibérien et Nord-américain, avec une augmentation de l'effet de serre (et de la température) difficile à chiffrer, mais très largement supérieure à +5°C. Les scénarios catastrophistes, mais hélas non totalement irréalistes, font intervenir des boucles de rétroactions positives. Par exemple, la déstabilisation des clathrates du pergélisol augmenterait suffisamment la température, ce qui ralentirait voire arrêterait la convection thermohaline, ce qui réchaufferait les eaux océaniques profondes, ce qui déstabiliserait des clathrates océaniques profonds… Quantifier sérieusement ces scénarios catastrophistes n'est pas actuellement possible, mais extraordinairement inquiétant. Et ces emballements sont suffisamment non invraisemblables pour qu'un scénario de ce type soit raisonnablement proposé pour expliquer la grande extinction Permo-Trias (90 % d'extinction), l'élément déclencheur de ces boucles de rétroactions positives étant dans ce cas purement naturel (éruptions volcaniques majeures en Sibérie).

Sans parler des scénarios catastrophistes, comment, dans 66 Ma, des géologues mettront-ils en évidence de telles variations atmosphériques et climatiques ? Comment verront-ils que ces variations sont différentes de celles, naturelles, qui les ont précédées ? Et ces variations seront-elles suffisantes pour justifier l'introduction d'une nouvelle époque géologique ?

Les variations du CO2 atmosphérique (en tant que telles, et non pas par leur conséquences) laissent peu de traces spectaculaires dans les sédiments. C'est pour cela que les courbes du CO2 en fonction du temps (pour les temps où l'on n'a plus de glaces polaires piégeant des bulles de l'ancienne atmosphère) sont surtout les résultats de modèles, modèles calibrés par quelques données comme l'indice stomatique de feuilles fossiles (nombre de stomate par unité de surface). Plus que son intensité, c'est la rapidité de l'augmentation anthropique du CO2 qui est nouvelle. Cette rapide augmentation du CO2 atmosphérique se traduira par une rapide augmentation du CO2 océanique, et une baisse du pH de l'eau de mer, baisse peut-être trop rapide pour être tamponnée comme ce fut le cas des augmentations précédentes plus lentes. La baisse du pH océanique risque de se traduire par une baisse de la productivité des organismes à test calcaire, notamment de nombreux organismes planctoniques comme les foraminifères et les coccolithophoridés. L'Anthropocène risque d'être une époque « pauvre en calcaire », ce que noteront les géologues du futur. D'autre part, le CO2 supplémentaire que nous rejetons provient de la combustion de carbone fossile, plus riche en 12C que le carbone inorganique de l'atmosphère et de l'océan. Le carbone (organique et inorganique) des sédiments actuels traduira cet enrichissement en 12C. Les géologues du futur trouveront donc, dans les sédiments vieux pour eux de 66 Ma, une « excursion isotopique » vers le carbone léger (12C), uniformément répartie dans tous les sédiments de cette époque.

Les variations de température laissent des traces dans les sédiments, beaucoup de traces. Des traces isotopiques (rapport 18O/16O par exemple). Des géologues du futur remarqueront peut-être que, dans de nombreuses roches sédimentaires correspondant à −66 Ma, ce rapport varie différemment de ce qu'il faisait “naturellement” depuis 1 Ma, et surtout plus vite. Ils pourront noter que ces variations, contrairement à ce qui se passait avant, sont décorrélées des variations des paramètres orbitaux de la Terre. Ils pourront noter une variation dans la position des ceintures climatiques d'après le type de sédiments, variations qui sortent du domaine habituel de ces variations. Ces géologues du futur noteront certainement dans des sédiments marins ou lacustres de notre époque qu'il y a un changement rapide du contenu paléontologique. Citons de façon non exhaustive quelques exemples de ces variations. Des foraminifères ou des bivalves d'eaux froides cantonnés dans les hautes latitudes (comme Chlamys islandica ) laisseront la place à des foraminifères et des bivalves qui, avant, vivaient dans des latitudes tempérées. Les pollens de bouleaux (espèce poussant spontanément dans les forêts froides) inclus dans les sédiments au large de ce qui est maintenant la Sibérie seront remplacés par des pollens de conifères (espèces poussant actuellement plus au Sud que les bouleaux). Dans les eaux actuellement beaucoup plus chaudes (intertropicales), les géologues du futur verront une grave crise de la croissance des coraux (conséquence de ce qu'on appelle aujourd'hui le blanchiment des coraux), et (espérons que non) peut-être même une disparition des grands récifs.

Tout montrera aux géologues du futur une crise climatique beaucoup plus rapide que les variations qui l'ont précédée et non reliée aux paramètres orbitaux ou à la “dérive des continents”, contrairement à ce qui était la “norme” dans les dizaines et centaines de millions d'années qui précèdent.

Que verra-t-on, dans 66 Ma, des perturbations de la biosphère (hors celles dues au réchauffement climatique) que nous occasionnons ?

Le recul de la biodiversité est l'une des conséquences “popularisées” de l'activité humaine, avec même l'introduction de la notion de « sixième grande extinction ». Tout le monde pense au sort des éléphants braconnés pour leurs défenses achetées maintenant par de riches chinois, qui ont pris le relais des anciens acheteurs de crucifix. Beaucoup moins pensent au sort des moas de Nouvelle-Zélande exterminés pour leur viande et leurs œufs par les Maoris dès leur arrivée dans ces iles au XIIIème siècle. Encore moins penseront à la baisse drastique de la population de lombrics et autres limaces dans les zones de grandes cultures intensives. Mais ce n'est pas la disparition des moas ou la raréfaction des éléphants qui seront suffisamment visibles pour justifier un changement d'époque géologique.

Figure 6. Sir Richard Owen à côté d'un squelette de moa (ordre des Dinornithiformes)

Ces oiseaux ont disparu du fait de la chasse et du ramassage des œufs après l'arrivée des premiers humains débarquant en Nouvelle-Zélande (les Maoris XIIIème siècle) et avant l'arrivée des premier européens en 1642 qui n'en ont trouvé que des (nombreux) squelettes.

Voir : Richard Owen, 1879. Memoirs on the Extinct Wingless Birds of New Zealand, with an Appendix on those of England, Australia, Newfoundland, Mauritius, and Rodriguez , numérisé par The University of Texas at Austin .


Que laisserons-nous comme marques dans la biosphère qui satisferont aux critères (actuellement retenus) de changement d'époque géologique, en plus des variations biologiques dues aux variations climatiques déjà vues au paragraphe précédent ?

La disparition ou l'intense raréfaction d'espèces continentales à cause de la chasse ne laissera sans doute que peu de traces paléontologiques. Il n'en sera pas de même de la surpêche, qui est en train de vider la mer de ses grands prédateurs (requins, thons, calmars…). Cette perte des grands prédateurs perturbe complètement les écosystèmes, avec des espèces opportunistes qui prolifèrent, comme actuellement les méduses dans certains secteurs du Pacifique. Les fossiles de requins et de thons seront-ils remplacés par des fossiles de méduses (animal qui se fossilise assez mal, mais qui peut se fossiliser malgré tout) ?

Figure 7. Fossiles de méduses, ici d'âge jurassique supérieur, gisement de Cerin, Ain

Peut-être que l'époque actuelle méritera plus le nom de Médusacène que d'Anthropocène, les fossiles de méduses (animaux marins) risquant d'être plus nombreux que les fossiles d' Homo , animaux terrestres, malgré la difficulté de leur fossilisation.

Voir : Méduses fossiles, Kimméridgien, gisement de Cerin (Ain) et Exceptionnels fossiles de tentacules de méduse et de poulpe .


En plus des disparitions d'espèces dues à la chasse et à la pêche, il y aura un bien plus grand nombre de disparitions (ou de très fortes raréfactions) dues aux profondes modifications de l'environnement par le développement de l'agriculture et de l'élevage, puis par l'usage intensif des pesticides. À titre d'exemple, que trouveront les géologues du futur quand ils étudieront les sédiments des estuaires français (si ces sédiments sont conservés et portés à l'affleurement dans 66 Ma) ? Dans ces sédiments, ils trouveront beaucoup de pollens fossiles très bons indicateurs de l'environnement continental voisin, et aussi quelques fossiles d'animaux continentaux beaucoup plus rares, amenés à la mer lors de crues et d'évènements exceptionnels. Depuis les sédiments datant de la fin de la dernière glaciation jusqu'à ceux d'aujourd'hui, et des plus vieux au plus jeunes, ils trouveront (1) de très nombreux pollens forestiers, surtout de feuillus, progressivement remplacés par (2) des pollens de plantes herbacées, types blé, orges…, mélangés à des pollens de plantes messicoles ; (3) les pollens d'arbres, minoritaires verront leur spectre changer, avec augmentation de la part relative des pollens de résineux ; (4) puis la variété des pollens diminuera drastiquement, avec domination de quelques espèces (quelques graminées, colza, tournesol, pomme de terre…) avec réduction de tous les autres. Dans les mêmes sédiments, la grande variété des (rares) fossiles animaux continentaux laissera la place à seulement un petit nombre d'espèces (chevaux, vaches, moutons…), espèces dont la morphologie évoluera en quelques milliers d'années. Cette variation dans les fossiles traduira (1) la destruction du couvert forestier et son remplacement pas des cultures, principalement céréalières, avec toutes leurs “mauvaises herbes” associées, (2) l'introduction de la sylviculture des résineux en remplacement des feuillus, (3) l'introduction des herbicides qui limitera considérablement la biodiversité des plantes herbacées, et (4) l'introduction de l'élevage, avec sélection rapide d'espèces très “productives”.

Des variations du même type seront visibles autour de la quasi-totalité des continents, zones désertiques mises à part.

Et, en plus de la disparition-raréfaction de très nombreuses espèces, il y aura une homogénéisation des espèces survivantes. Des homogénéisations, il y en a déjà eu dans le passé, comme par exemple au Pliocène quand l'isthme de Panama s'est formé, et où il y a eu ce qu'on appelle le « Grand échange interaméricain » avec un important mélange des faunes (et extinction de nombreuses espèces Sud-américaines). Depuis 2000 à 3000 ans, avec une accélération extraordinaire du XVIème au XIXème siècle, les fossiles montreront aux géologues du futur un considérable brassage des espèces à l'échelle mondiale, que ce soit l'apparition du pollen de maïs dans les sédiments entourant l'Eurasie et l'Afrique, l'apparition du blé et du café en Amérique, des placentaires en Australie, des rats et des chats aux Kerguelen… Et cette homogénéisation s'accompagnera d'une perte de la biodiversité, de nombreuse espèces locales cédant la place à ces quelques nouveaux arrivants.

En guise de conclusion

Depuis quelques milliers d'années, et pour encore combien d'autres, l'humanité modifie son environnement. Cette modification se marque dans l'enregistrement géologique. Un géologue du futur qui ignorerait l'existence de notre civilisation verra certainement, enregistrés dans les sédiments (surtout marins) correspondant à notre époque et mis à l'affleurement par l'histoire géologique (1) des variations rapides et inhabituelles dans la nature et la granulométrie des sédiments, conséquences de variations rapides d'environnements sur les continents, (2) des roches bizarres, difficiles à expliquer autrement que par des artéfacts “industriels”, (3) des niveaux avec des anomalies chimiques et isotopiques, (4) les manifestations de variations climatiques plus rapides qu'ordinairement, et non corrélées à des paramètres astronomiques, (5) un très rapide bouleversement des fossiles, surtout sous forme de disparition-raréfaction d'espèces et d'homogénéisation des survivants. Un géologue du futur en conclura qu'il s'est passé à cette époque quelque chose de très inhabituel.

Ce géologue du futur introduira-t-il une nouvelle époque géologique, l'Anthropocène, équivalent des autres époques que nous appelons Éocène, Miocène… Sans doute pas ! Dans tout le Cénozoïque, les époques géologiques ont une durée importante, en moyenne de 12 Ma (entre 19 et 3,5 Ma) si on exclut le Quaternaire (= Plio-Pléistocène) dont la justification est surtout anthropocentrée. Combien de temps va durer cet éventuel Anthropocène ? Certains le font commencer au plus tôt avec la révolution néolithique il y a entre 15 000 et 5 000 ans suivant les secteurs géographiques, d'autres avec les « Grandes Découvertes » au XVIème siècle, d'autres enfin avec la révolution industrielle. Quand s'achèvera-t-il ? Notre modèle de civilisation est basée sur (1) de l'énergie carbonée (ou nucléaire) abondante et bon marché, et (2) des ressources minérales, elles aussi abondantes et bon marché. La géologie de la planète étant ce qu'elle est (si les géologues ne se sont pas complètement trompés), d'ici quelques siècles (si on est “pessimiste”) à quelques millénaires (si on est “optimiste”), il n'y aura plus ni charbon, ni pétrole, ni uranium, ni néodyme et autres terres rares, ni phosphates, ni…, ni tout ce qui est indispensable à “notre” civilisation. Contraints et forcés, nous serons obligés d'en changer. Que sera cette nouvelle civilisation « post-consommation effrénée et irréfléchie » ? Nul ne le sait, mais ça ne sera ni comme maintenant, ni l'extrapolation de la situation actuelle. Notre civilisation changera profondément ou disparaitra. Sa durée totale se comptera donc en siècles ou en millénaires, et non pas en millions d'années. D'autre part, la durée de vie moyenne d'une espèce de primate est voisine d'1 Ma. Il en sera, sans doute, de même pour Homo sapiens (qui semble déjà exister depuis 300 000 ans, et donc aura sans doute disparu dans 700 000 ans, avec ou sans descendants, ça on ne le sait pas). Un million d'année pour la durée de vie de notre espèce, quelques millénaires pour la durée de vie de notre civilisation, c'est bien plus court que les 12 Ma de durée de vie moyenne d'une époque géologique se terminant en ”-cène”. L'Anthropocène n'existera pas en tant qu'époque géologique avec la définition actuelle d'époque géologique !

Mais en plus des époques géologiques, les géologues ont défini les crises géologiques, dont la fameuse crise KT (= Crétacé-Tertiaire, il y a 66 Ma), dont la plus terrible des crises, la crise PT (= Permo-Trias, il y a 252 Ma)… Ces crises sont géologiquement très brèves (de quelques mois pour la crise KT, si la chute de la météorite en est bien le facteur prépondérant) à quelques centaines de milliers d'années pour les autres. Ce que nous faisons à notre planète s'apparente bien plus à une crise qu'à une époque. Si l'Anthropocène n'aura sans doute pas de réalité géologique en tant qu'époque, la crise anthropique en aura (hélas) sans doute une.