Le Réchauffement Climatique
Plusieurs moyens nous ont permis de repérer les variations climatiques au cours du temps telle que l’étude des carottes de glace.
Les carottes de glaces sont des glaçons cylindriques prélevés dans la calotte glaciaire par forage profond. Par exemple la « carotte de Vostok » prélevée en Antarctique est longue de plus de 3 600 mètres. Elle permet de connaître les variations de températures et de teneur en CO2 des 420 000 dernières années.
Ces carottes nous renseignent sur la composition atmosphérique des temps passés car elles contiennent de l’air qui a été piégé. Ces carottes proviennent de la neige qui se transforme en névé où la porosité est ouverte donc l’air circule, par la suite sous le poids de la neige qui tombe le névé se tasse pour former de la glace où la porosité devient alors fermée, il n’y a plus que des bulles d’air.
Les périodes où les concentrations de gaz augmentent correspondent à des périodes de réchauffement et inversement. Il existe un lien entre la température de l’atmosphère et la concentration de ces gaz. Donc plus la concentration de ces gaz est importante plus la température est élevée. Attention pour un même niveau de carottage l’atmosphère piégée est plus récente que l’âge de la glace.
Evolution des caractéristiques des précipitations neigeuses
Dans les carottes de glaces il y a la présence de deux isotopes de l’oxygène δ18O et δ16O. Le δ18O est un gaz présent dans l’eau de mer, dans la glace et dans les nuages. Il permet de reconstituer le climat et surtout de trouver la température car il varie en fonction de cette dernière. Prenons l’exemple d’un thermomètre isotopique pour illustrer l’évolution de quantité de δ18O en fonction de la température de surface. Pour calculer δ18O on applique la formule suivante :
On observe sur le graphique que lorsqu’il y a -35 0/00 de δ18O la température en surface est de -30°C, alors que quand il y -27 0/00 de δ18O la température en surface est de -20°C. Ces observations nous permettent de dire que plus il y a de δ18O dans la glace plus la température en surface diminue. Quand on met en relation la quantité de δ18O dans les carottes de glaces avec le thermomètre isotopique on peut alors déterminer les variations de température. Et lorsque l’on met en relation ces résultats avec le graphique des variations de δ18O en fonction du temps, on peut déterminer la température qu’il faisait à tel moment de l’histoire.
Graphique des variations de δ18O en fonction du temps
Nous pouvons également reconstituer le climat grâce à la palynologie qui est l’étude des grains de pollen présents dans les sols de la même manière que les carottes de glaces. Nous pouvons étudier le pollen car il est protégé par une coque très solide qui lui permet de rester intact au fil des années. Les proportions de grains de pollen des différentes espèces présentes dans un niveau de la carotte permettent de réaliser un spectre pollinique. L’ensemble des spectres pollinique permet de réaliser un diagramme pollinique.
Le principe d’actualisme permet de reconstituer un climat passé en connaissant le climat actuel. Or les végétaux n’ont pas évolué dans le temps, ce qui nous permet d’appliquer le principe d’actualisme et donc de reconstituer les variations climatiques locales ou régionales des derniers milliers d’années à partir de l’analyse des diagrammes polliniques. En combinant les reconstitutions des différents sites on construit des cartes de répartition de la végétation à différentes époques. La comparaison de celles-ci révèle des changements climatiques.
Diagramme pollinique
De plus les carottes de glaces contiennent des bulles d’air avec la présence de différents gaz tels que le Méthane CH4 et le dioxyde de carbone CO2. En analysant ces bulles d’air nous pouvons connaître la quantité de gaz dans les temps passés en remontant jusqu’à plusieurs centaines de milliers d’années. Ces bulles représentent environ 10% du volume des glaces. Les bulles d’air se ferment à 80 mètres de profondeur et sont définitivement isolées de l’air ambiant. Les résultats des 200 000 dernières années sont regroupés dans ce graphique :
Graphique de l'évolution des quantités de CO2 et de CH4 et de la température en fonction du temps
On observe sur le graphique qu’il y a une symétrie quasiment parfaite entre l’évolution de CO2, de CH4 et de la température. Lorsque la quantité de CO2 et de CH4 augmente, la température augmente de même et inversement lorsque les quantités de ces gaz diminue. Ce qui démontre la relation entre la quantité de ces gaz dans l’atmosphère des temps passés avec l’évolution de la température.
Grâce aux δ18O, aux différents pollens et aux différents gaz contenus dans les carottes de glace nous pouvons conclure que depuis 800 000 ans le climat suit des variations cycliques d’environ 100 000 ans c’est-à-dire qu’il oscille entre des périodes de réchauffement et de refroidissement à peu près tous les 100 000 ans.
