We explore the role of continental drift on the Phanerozoic evolution of the carbon cycle and climate with the GEOCLIM numerical model. GEOCLIM couples a 3D-climate model, a global dynamic vegetation model and a mathematical description of the chemical weathering of the continental surfaces. Twenty-one timeslices covering the whole Phanerozoic are simulated, allowing the calculation of the climate and steady-state atmospheric CO₂ for each of these timeslices. We show that continental drift is a first order control parameter of the geological carbon cycle and climate. The salient features are the following: (1) the Paleozoic environment is characterized by a long term CO₂ decrease; (2) the Late Permian-Late Triassic period displays very high CO₂ levels; (3) atmospheric CO₂ is decreasing since the Middle Cretaceous. All these features are driven by the drift of the continents and the subsequent modulation of the water cycle and weathering rates. Furthermore, continental drift imprints the long term evolution of the tropical seawater surface temperatures with periodical oscillations characterized by a frequency of about 120 Myr, in agreement with available data. Finally, we emphasize a discrepancy existing between the climate reconstructions from the most recent apatite δ¹⁸O data and the CO₂ inferred from proxies. Reconstructed CO₂ levels from proxies are often unrealistically low for the distant geological past.

Nous explorons le rôle de la dérive des continents sur l’évolution phanérozoïque du cycle du carbone et du climat avec le modèle numérique GEOCLIM. GEOCLIM est un modèle couplant un modèle tridimensionnel du climat, un modèle de la dynamique globale de la végétation et une description mathématique de l’altération chimique des continents. Vingt et une tranches d’âge sont simulées, couvrant l’ensemble du Phanérozoïque, ce qui permet le calcul des conditions climatiques et du niveau de CO₂ d’équilibre pour chacune de ces tranches d’âge. Nous montrons que la dérive des continents est un paramètre de contrôle de premier ordre du cycle du carbone et du climat géologique. Les résultats marquants sont que : (1) l’environnement paléozoïque est caractérisé par une décroissance à long terme du niveau de CO₂ ; (2) le niveau de CO₂ est très élevé pour la période s’étendant du Permien supérieur au Trias supérieur ; et (3) le niveau de CO₂ diminue depuis le milieu du Crétacé. Toutes ces tendances sont pilotées par la dérive des continents et la modulation du cycle de l’eau et des taux d’altération chimique qui en découle. De plus, la dérive des continents imprime à l’évolution à long terme de la température de surface des océans tropicaux une périodicité d’environ 120 Ma, en accord avec les données disponibles. Finalement, nous mettons en lumière un désaccord existant entre les reconstructions climatiques basées sur les plus récentes données δ¹⁸O sur apatites et les niveaux de CO₂, reconstruits en utilisant les indicateurs disponibles. Les niveaux de CO₂ reconstruits à partir des données sont souvent trop bas pour le passé géologique.