Pandora, la planète virtuelle qui révèle les liens entre tectonique et climat

Comment les mouvements des roches en profondeur peuvent-ils influencer le climat et transformer les paysages à la surface d’une planète ? Pour répondre à cette question, une équipe internationale coordonnée par Nicolas Coltice, professeur des universités à Université Côte d’Azur au laboratoire GEOAZUR (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, IRD, CNRS), a conçu Pandora, une planète virtuelle capable de reproduire les interactions entre les processus géologiques et environnementaux.

Cette simulation constitue une avancée importante : elle relie, au sein d’un même calcul, la dynamique du manteau terrestre, les déplacements des continents, le climat, l’érosion et le transport des sédiments. Jusqu’ici, les modèles ne permettaient pas de représenter aussi globalement ces phénomènes, tandis que les archives géologiques, par nature fragmentaires, ne conservent qu’une partie de l’histoire de notre planète.

La formation des supercontinents peut refroidir la planète

Les simulations mettent en évidence le rôle des mouvements internes de la planète dans les variations du climat. Lorsqu’un supercontinent se forme, les déplacements tectoniques peuvent le conduire vers l’équateur, tandis que le niveau des mers baisse. L’extension des terres émergées dans les régions tropicales favorise alors la réflexion du rayonnement solaire et l’altération des roches, un processus qui consomme du dioxyde de carbone (CO₂) atmosphérique. Ces mécanismes contribuent au refroidissement de la planète.

À l’inverse, lorsque le supercontinent se fragmente, le renouvellement des fonds océaniques s’accompagne d’une remontée du niveau marin pouvant atteindre une centaine de mètres dans la simulation. Les continents sont davantage inondés et le dégazage volcanique augmente, contribuant à une hausse du CO₂ atmosphérique et au réchauffement climatique.

Ces alternances de phases froides et chaudes émergent de la dynamique du système simulé, sans qu’il soit nécessaire d’introduire de perturbation extérieure telle qu’une variation de l’activité solaire ou un impact d’astéroïde. Elles présentent des similitudes avec certains épisodes de l’histoire climatique de la Terre, notamment après la fragmentation de la Pangée.

En réunissant des processus habituellement étudiés séparément, Pandora ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les relations entre l’intérieur des planètes, leur surface et leur climat. Cette approche permet d’explorer comment la dynamique géologique peut contribuer à façonner les environnements sur des millions d’années.

Au-delà de la reconstitution de l’histoire terrestre, ces travaux pourraient contribuer à mieux comprendre l’évolution d’autres planètes rocheuses et les conditions qui favorisent leur habitabilité.

Contact chercheur

Nicolas Coltice | nicolas.coltice@oca.eu

Références

https://escholarship.org/uc/item/2j625548
Coltice, N.; ARNOULD, M.; Husson, L.; Leonard, J.; Martin, M.; Pellissier, L., et al. (2026). Mantle-Driven Environmental States during Supercontinent Assembly and Breakup. Geodynamica, 1(1). http://dx.doi.org/10.5070/F3.62175