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TS Ch 2 - Les marqueurs de l’évolution récente de l’atmosphère

  • Comment retrouver des informations sur les climats passés à partir de la composition des glaces ?
  • Comment retrouver des informations sur les climats passés à partir des pollens et des foraminifères ?

I - Les glaces polaires des archives climatiques

Les bulles d’air emprisonnées dans la glace permettent de reconstituer l’évolution de la composition de l’atmosphère depuis 800000 ans.

Bulles d'air dans la Mer de glace (Chamonix)
Bulles d’air dans la Mer de glace (Chamonix)

On retrouve notamment des fluctuations remarquables de la concentration des gaz à effet de serre.
Le rapport isotopique δ18O (ou δD) dans la glace permet de retrouver la paléo-température de l’atmosphère au moment de la formations de cette glace. Plus ce rapport est faible, plus la température atmosphérique était basse au moment de la chute de neige à l’origine de cette glace. L’utilisation de cette méthode permet de reconstituer les variations de température depuis 800 000 ans.

Paléotempératures (d'après wikipedia)
Paléotempératures (d’après wikipedia)

L’évolution de la composition atmosphérique en gaz à effet de serre est corrélée à celle des paléo-températures : elle montre une succession de périodes glaciaires et interglaciaires de grande amplitude thermique mais aussi des variations à plus petite échelle. Actuellement, nous sommes dans une période interglaciaire ayant présenté quelques fluctuations (optimum médiéval, petit âge glaciaire). Les données actuelles montrent une augmentation importante et rapide de la température depuis la fin du XIXème siècle.

Evolution des température de 1880 à 2011 : document NASA

II - Les pollens et les foraminifères, d’autres outils d’analyse

L’étude statistique des pollens fossilisés dans des sédiments permet de construire des diagrammes polliniques montrant l’évolution des associations végétales au cours du temps. La multiplication de ces analyses dans différents lieux géographiquement éloignés permet de reconstituer l’extension dans l’espace et dans le temps des différents biomes.

Pollens vus au microscope électronique (d'après Wikipedia)
Pollens vus au microscope électronique (d’après Wikipedia)

Les foraminifères contenus dans les boues des sédiments océaniques sont des microfossiles qui permettent de confirmer l’aspect global des changements climatiques. La température des eaux océaniques peut être déduite soit de la mesure du δ18O de leur test, soit de l’observation d’espèces de foraminifères manifestant des exigences climatiques précises.

Foraminifères benthiques (d'après Wikipédia)
Foraminifères benthiques (d’après Wikipédia)

III - L’extension des glaces, un marqueur des modifications récentes

La surveillance par satellite des zones polaires permet de constater que les glaces arctiques, banquise et calotte, ont un volume moyen qui a nettement diminué au cours des 20 dernières années avec un maximum de recul en 2007. Les glaces antarctiques semblent réagir différemment, mais on y observe le vêlage d’énormes icebergs.

Minimum d'expansion de la banquise en 2012 (surface blanche, le liseré jaune représente la moyenne des 30 dernières années)
Minimum d’expansion de la banquise en 2012 (surface blanche, le liseré jaune représente la moyenne des 30 dernières années)

Les glaciers continentaux constituent des archives climatiques sur quelques siècles. La plupart des glaciers de montagne sont en phase de recul depuis 30 ou 40 ans, ce qui est cohérent avec le réchauffement climatique moyen.

Lien : Fonte record de la banquise : le pôle Nord libéré des glaces avant 2050 ?

Bilan

Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d’origine humaine. La composition isotopique des glaces et d’autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

Mots clés

Gaz à effet de serre
Thermomètre isotopique
Période glaciaire et interglaciaire
Palynologie

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