Introduction à la paléoclimatologie

Planète bleue1 : Introduction à la paléoclimatologie

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

1 : Définitions

PaléoclimatologieScience qui s’intéresse

aux modifications passées du climat

! Ne pas confondre le temps et le climat

Temps Etat de l’atmosphère à un instant précis

Basé sur la température, l’humidité, la direction du vent, la couverture nuageuse…

Observé quotidiennement par les stations et les satellites météorologiques

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

Climat Défini sur la longue durée

Déterminé, pour chaque saison, à partir des conditions moyennes de température et de

pluviositéOn y ajoute les valeurs moyennes

d’enneigement, de vent, d’humidité…

La fréquence des évènements extrêmes (vague de chaleur ou de froid, inondations dues à des pluies

exceptionnelles, tempêtes, cyclones…) est importante

Ce n’est pas seulement la moyenne de ces paramètres mais aussi tous les écarts à cette

moyenne, étudiés sur la longue durée, qui définissent le climat d’une région

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

Les zones climatiques correspondent à des zones géographiques bien précises

Dans le passé, les conditions climatiques ne sont pas restées identiques à ce que l’on connaît

aujourd’hui

Equatorial

Tropical

Désertique

Méditerranéen

Océanique Continental

Polaire

Montagne

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Comprendre les variations climatiques passées peut permettre d’anticiper sur l’avenir

Modélisation climatique

ModèleEnsemble de propositions construites

dans le but de reproduire une situation concrète, pouvant servir à l’analyse ou aux prédictions sur des

évènementsUn modèle ne sera toujours qu’une approche simplifiée de la réalité, établie à partir d’équations

mathématiques ; il est soumis à des facteurs limitants :

Capacités des

ordinateurs

Quantité de données

disponibles

Compréhension des processus

naturels

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2 : Complexité des processus naturels

A l’heure actuelle, les modèles climatiques les plus complets relient les processus terrestres,

océaniques et atmosphériques

En modélisation climatique, l’un des principaux facteurs

limitants est la complexité des

processus naturels

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Phénomènes naturels

Phénomènes anthropiques

Cycle du carbone C

Il existe des interactions entre tous les réservoirs

La quantification précise des

phénomènes est impossible, il s’agit toujours

d’une approximation

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

temps

Conditions initiales à l’instant t(0) : il est totalement impossible de les

connaître de façon parfaite…

Croissance exponentielle de l’erreur (c’est-à-dire de l’écart entre des trajectoires démarrant de conditions initiales pratiquement

identiques).

La prévision n’a plus aucun intérêt à partir d’un certain temps car l’écart entre les trajectoires est du même ordre de

grandeur que la valeur de départ de X.

X

Pour voir quelle est la meilleure des solutions envisagées, il faut calibrer le modèle

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

Un modèle peut servir à prédire ce qui va se passer dans l’avenir, mais également à reproduire les

évènements qui se sont déjà produits

Modèles prévisionnels (prédictifs)

En se basant sur les faits passés et sur un certain

nombre d’hypothèses, on cherche à savoir comment une

situation va évoluer

Modèles de reconstitution

Pour reconstituer les évènements passés, on peut

s’appuyer sur ce que l’on connaît de ces évènements

D’où la nécessité de rechercher des indices matériels qui donnent des renseignements sur les climats

passés

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3 : Moyens de reconstitution du climat

Il faut distinguer différents types de méthodes, selon le type de sédiments sur lequel on travaille

:

Les archives climatiques de la Terre se trouvent conservées dans les accumulations sédimentaires

Plus on descend profondément dans les sédiments, plus les informations conservées sont anciennes

Sédiments continentau

x

Sédiments océaniques

Carottes de glace

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a : Sédiments continentaux

Les loess sont des limons apportés par le vent et qui recouvrent de grandes plaines comme celles de Chine centrale ou d’Europe du Nord (Allemagne, Nord de la

France)Ils montrent une fine lamination qui traduit de

légers changements de composition minéralogique liés à des changements de circulation

atmosphérique

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b : Sédiments océaniquesLe prélèvement et

l’analyse de carottes prélevées sur le fond

océanique a fourni des résultats importants

Les carottiers à piston permettent le

prélèvement de cylindres d’une

dizaine de mètres de long dans les sédiments

meubles du fond des océans

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c : Carottes de glaceLa glace apparaît finement laminée à cause de la présence de fins lits de

poussières atmosphériques

Les carottes de glace proviennent de l’Antarctique et du Groenland

A Vostok, le forage le plus profond permet d’atteindre

3300 m

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4 : Variations climatiques au cours des âges

La Terre a connu au cours de son histoire de nombreux changements climatiques

La faune et la flore se sont adaptées à ses conditions, malgré des extinctions massives

Certains types de roches indiquent des conditions climatiques particulières

Les facteurs de changements climatiques peuvent être soit dépendants de notre planète soit

extérieurs à notre planète

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

A grande échelle, le climat de la Terre a oscillé entre la "glacière" et la "serre" au cours des 2

derniers milliards d’années

Le réchauffement climatique actuel semble traduire une tendance naturelle…

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1 : Introduction à la paléoclimatologie

A plus petite échelle, on peut remarquer qu’il existe de nombreuses variations climatiques plus rapides

et plus brèves

Les différents cycles glaciations/déglaciations qui se sont succédées au cours du Quaternaire en sont

l’exemple le plus marquant

Durant la période historique, des variations climatiques sensibles ont eu lieu :

• Période plus chaude à l’apogée de l’Empire Romain (IIème siècle avant J. C. – Ier siècle après J. C.)

• Période avec des hivers très rigoureux au cours du Moyen-Âge : le Petit Âge Glaciaire