Crawford Lake, une minuscule étendue d'eau située à peine à une heure de route à l'ouest de Toronto, a été désignée comme l'exemple mondial du début de l'Anthropocène, l'époque à laquelle les humains ont commencé à façonner irrévocablement le destin de la planète. (Photo : Colin Boyd Shafer)

La croûte terrestre est une archive du temps et des catastrophes. Ses couches portent des traces de collisions avec des astéroïdes, d'extinctions massives, de modifications toxiques de l'atmosphère et de ruptures continentales.

Aujourd'hui, une équipe internationale de scientifiques qui cataloguent minutieusement ces couches a déclaré que la Terre est entrée dans une nouvelle phase de son histoire il y a environ 73 ans et que le meilleur morceau de croûte au monde pour la représenter est un petit lac du sud de l'Ontario. Ils ont désigné Crawford Lake, à peine à une heure de route à l'ouest de Toronto, comme exemple mondial du début de l'Anthropocène, l’époque à laquelle les humains ont commencé à façonner irrévocablement le destin de la planète.

Sa nomination doit encore être votée par trois corps supérieurs de géologues au cours de l'année à venir, mais si eux aussi approuvent la candidature, Crawford Lake sera doté du « pic d'or », un marqueur littéral en laiton qui signifie que la planète vers 1950, d'une unité de temps géologique à une autre.

"Si les gens voient que les stratigraphes, un groupe de géologues conservateurs, sont prêts à tracer une ligne sur l'échelle de temps et à l'appeler par un nom qui reconnaît - qui admet - le rôle de l'homme en tant qu'agent causal, alors c'est gigantesque", Francine McCarthy , a déclaré récemment un géologue à l'Université Brock, assis sur un banc au bord de Crawford Lake. Elle a dirigé l'équipe d'environ 75 scientifiques qui ont défendu la candidature du site.

Francine McCarthy, géologue à l'Université Brock, se tient à côté de Crawford Lake, en Ontario. Elle a dirigé l’équipe d’environ 75 scientifiques qui ont défendu le site comme exemple mondial de l’Anthropocène. (Photo : Colin Boyd Shafer)

Crawford Lake affrontait 11 autres. Ils s'étendaient sur cinq continents et comprenaient la glace de l'Antarctique, les coraux tropicaux et les tourbières de montagne.

Les scientifiques ont été surpris par la cohérence avec laquelle chacun des 12 sites montrait les marques mondiales de l'activité humaine, a expliqué Colin Waters, président du Groupe de travail sur l'Anthropocène, l'organisme de stratigraphes créé en 2009 et chargé de choisir le meilleur site. Il a fait cette déclaration lors d'une conférence de presse la semaine dernière.

"Lorsque vous les combinez et lisez les histoires qu'ils vous racontent, cela vous montre qu'il y a un changement très important et très rapide dans l'environnement en très peu de temps", a déclaré Waters, géologue à l'Université de Leicester à Londres. Le Royaume-Uni.

Si le Groupe de travail sur l’Anthropocène parvient à ses fins, les stratigraphes finiront par proclamer que la planète est entrée dans l’ère Crawfordienne (par protocole, du nom du site de la pointe d’or) de l’époque Anthropocène. Ce ne sera que la 39e nouvelle époque jamais proclamée au cours des 4,6 milliards d’années de vie de la planète.

Cela représente un point de non-retour, géologiquement parlant. La Terre se sera fondamentalement brisée depuis l’époque de l’Holocène qui a commencé à l’âge de pierre il y a environ 11 700 ans, une longue période de stabilité climatique qui a soutenu la croissance de la civilisation humaine.

Contrairement à d'autres transitions de l'échelle des temps géologiques, dont certaines ont affecté la capacité de la planète à supporter la vie, celle-ci n'implique pas de contorsions de la croûte, a expliqué Simon Turner, secrétaire du groupe de travail sur l'Anthropocène et chercheur principal à l'University College de Londres.

« Les effets sont très atmosphériques, du sol. Essentiellement, ce sont les parties vivantes de la planète qui ont été si massivement touchées par l’Anthropocène. Et en ce sens, cela est comparable à certains de ces événements planétaires majeurs survenus dans le passé. »

Cela signifie que le problème n'est pas seulement local, mais mondial, a expliqué Jürgen Renn, directeur de l'Institut Max Planck de géoanthropologie d'Iéna, en Allemagne, lors de la conférence de presse.

"Je pense donc que nous devons considérer cela comme un défi pour la créativité et l'ingéniosité humaines", a-t-il déclaré.

Les marqueurs de la nouvelle époque sont liés à ce que l’on appelle la Grande Accélération. C'est la période qui a suivi la Seconde Guerre mondiale, lorsque l'activité humaine a commencé à submerger les systèmes opérationnels de la Terre. La population a augmenté. Il en a été de même pour l’industrie, alimentée par la combustion de combustibles fossiles, qui chargeait l’atmosphère de dioxyde de carbone. Ajoutez à cela les plastiques, les essais nucléaires, les engrais à base d’azote et la disparition des espèces.

Tout cela est apparu à Crawford Lake, dans un enregistrement précis, année par année, a expliqué McCarthy, qui est également membre votant du groupe de travail sur l'Anthropocène. C'est parce que la chimie de cet humble petit lac est parmi les plus rares au monde. D’une part, le lac est méromictique, ce qui signifie que ses couches supérieure et inférieure ne se mélangent jamais. Le rapport entre sa profondeur de 24 mètres et sa superficie de 2,4 hectares empêche tout mélange.

Mais en plus, la couche inférieure contient de l’oxygène. Les géologues ne connaissent aucun autre lac en Amérique du Nord présentant cette combinaison et peu d’autres dans le monde.

Le résultat est que les matériaux tombent au fond du lac et sont scellés par des dépôts de calcite en distiques distincts de couches, appelées varves, séparées en saisons d'été et d'hiver. Chaque couche peut être datée de l'année exacte, essentielle à la nomination pour l'épi doré.

Les membres de l'équipe de recherche de la zone de conservation de Crawford Lake retirent les couches de sédiments qui ont gelé sur un tube creux en métal, rempli de neige carbonique et d'éthanol, qui est déposé dans le fond boueux du lac. De gauche à droite : Emily Shi, étudiante à la maîtrise à l'Université Carleton; Martin Head, professeur de sciences de la Terre à l'Université Brock; Krysten Lafond, alors étudiante de premier cycle à Carleton (maintenant à l'Université Queen's); et Anne Nguyen, étudiante au doctorat à l'Université Carleton. (Photo : avec la permission de l'Université Brock, le jeudi 13 avril 2023)

"CE LAC EST UN PEU COMME « Nous explorons les secrets de la planète », a déclaré Hassaan Basit, président et directeur général de Conservation Halton, l'organisation privée propriétaire du site de conservation de 222 hectares contenant le lac. Il fait partie de la réserve de biosphère de l'UNESCO de l'escarpement du Niagara.

Crawford Lake était déjà spécial bien avant que les stratigraphes de la planète ne s'en mêlent. Peu de temps après que l'organisme de conservation a acheté le lac en 1969, des études ont révélé sa chimie inhabituelle. Cela a conduit au premier échantillonnage de ses sédiments, ce qui a conduit à la découverte, dans les années 1970, de pollen de maïs dans des couches datant du Moyen Âge, des siècles avant la colonisation.

Cela a déclenché des travaux archéologiques pour vérifier la présence d’un établissement autochtone près du lac de cette époque. Le résultat fut la découverte de maisons longues de facture complexe datant du XVe siècle. Trois répliques se trouvent désormais sur le site, à quelques pas du lac, ainsi que des expositions d'interprétation.

"Le lac était là et il était étudié et il dévoilait lentement ces secrets", a déclaré Basit.

Des chercheurs de la zone de conservation de Crawford Lake collectent des carottes de boue. La boue de ce lac constitue une archive de l'histoire de la Terre. (Photo : avec la permission de l’Université Brock, le jeudi 13 avril 2023)

McCarthy s'est impliquée en 2011 lorsque son étudiant diplômé a étudié un nouvel échantillon de base pour un projet de maîtrise. Martin Head, biostratigraphe à Brock, participe depuis longtemps à la Commission internationale de stratigraphie, l'organisme responsable de l'établissement de l'échelle de temps géologique.

Il siège également au groupe de travail sur l'Anthropocène qui, en 2019, a lancé une quête mondiale pour trouver le candidat du Golden Spike. Head s'est souvenue des varves de Crawford Lake et a demandé à McCarthy si elle serait prête à entreprendre le travail de préparation d'une soumission sur le site.

"Et j'ai dit 'bien sûr', et le reste appartient à l'histoire", a-t-elle expliqué.

Son premier appel a été adressé à Tim Patterson, professeur de sciences de la Terre à l'Université Carleton à Ottawa et spécialiste du prélèvement de carottes gelées dans les lacs, un processus essentiel pour obtenir des couches parfaites et précises de Crawford Lake. Les sédiments sont fragiles et remplis de gaz. S'ils sont élevés sans geler, ils explosent. Il remplit donc un carottier avec de la neige carbonique, ce qui gèle sa face métallique. Des sédiments datant de 1 000 ans gèlent jusqu'à la surface et peuvent ensuite être remontés à la surface et analysés.

Son élève, Krysten Lafond, a développé une technique permettant de réaliser des images à très haute résolution des couches, de les assembler et d'agrandir le composite à la taille d'une maison. Cela a permis une identification extrêmement précise de chaque année de sédiments calcifiés.

L'analyse des carottes a montré que la colonisation autochtone au XVe siècle a suffisamment modifié le lac pour créer des couches de calcite entre chaque année de sédiments, a déclaré Patterson. Une fois le site abandonné, la chimie du lac a de nouveau changé, pour ensuite reprendre les dépôts annuels de calcite en 1874, lorsque les colons européens sont arrivés.

Vers 1950 environ, une augmentation rapide et spectaculaire des particules à base de carbone apparaît dans les processus industriels, y compris la fabrication d'acier au charbon dans une fonderie voisine de Hamilton, ainsi qu'une augmentation rapide du plutonium provenant des essais nucléaires, un changement dans l'azote. les isotopes provenant de l'utilisation d'engrais et les retombées chimiques des pluies acides.

Une carotte prélevée à Crawford Lake, en Ontario, fournit un enregistrement précis, année après année, de l'activité humaine, de la combustion de combustibles fossiles à l'utilisation de plastiques, en passant par les essais nucléaires, les engrais à base d'azote et l'épuisement des espèces. (Photo : avec la permission de l’Université Brock, le jeudi 13 avril 2023)

COMMENT FONCTIONNERA LA TERRE au cours de cette nouvelle phase de sa vie est difficile à prévoir avec certitude. Des changements planétaires aussi brusques et profonds laissent peu de temps aux espèces, y compris aux humains, pour s’adapter. Les vagues de chaleur, l’élévation du niveau de la mer, les changements océaniques, les changements dans les terres arables et les précipitations sont déjà évidents, sept décennies seulement après le début de la nouvelle époque présumée.

« Nous repoussons vraiment les limites ici », a déclaré Head. « Et la planète se dirige vers des territoires inexplorés. Il n'en est pas question."

Il a déclaré que les systèmes terrestres ont rompu non seulement avec l'époque de l'Holocène, mais aussi avec certaines des normes de la période quaternaire plus longue de 2,58 millions d'années à laquelle fait partie l'Holocène, comme la charge de carbone dans l'atmosphère.

Certains des quelques stratigraphes qui voteront aux trois niveaux restants sont en désaccord catégorique avec son évaluation, a-t-il déclaré.

"Ce sont des stratigraphes qui travaillent principalement avec le temps profond, donc ils ne voient pas vraiment ces choses, même lorsqu'ils en sont proches", a-t-il déclaré. "C'est donc très malheureux et je ne pense pas qu'ils apprécient pleinement la responsabilité que nous avons pour prendre la bonne décision concernant l'Anthropocène."

Une option est qu’ils rejettent l’intégralité de la proposition. Ou bien ils pourraient rejeter uniquement l’Anthropocène et proclamer l’ère Crawfordienne comme faisant partie de l’Holocène. Head et ses collègues du groupe de travail font pression en faveur d'une troisième option, qui consisterait à consacrer l'Anthropocène, la nouvelle ère de l'humanité, comme l'ère géologique la plus jeune, avec toutes ses inconnues.