PARTIE 4 | Histoire de la Terre et de l’Univers
3 Variations du climat à l’échelle plurimillénaire
Nous allons à présent nous inscrire sur une échelle de temps plus courte, de l’ordre
du millier à la centaine de milliers d’années et chercher à identifier les variations
du climat et les forçages responsables.
3,11 Utiliser les indices d’oscillations
climatiques du Quaternaire
Il est tout d’abord nécessaire d’identifier les indices qui permettent de reconstituer
les variations paléoclimatiques du Quaternaire et de comprendre comment ces
enregistrements sont calés dans le temps pour dater l’information paléoclimatique.
Si la durée du Quaternaire ne correspond qu’à 0,05 % des temps géologiques, les
indices y sont plus récents et donc bien plus nombreux qu’au Précambrien et au
reste du Phanérozoïque et, s’appuient sur des supports biologiques, géologiques et
physico-chimiques. Envisageons ces supports qui ne sont toutefois pas spécifiques
du Quaternaire.
3.1.1 Les fossiles
En premier lieu, la présence de fossiles de faciès dans les roches est indicatrice de
conditions climatiques précises (voir chapitre 14). Ainsi, en application du principe
d’actualisme, le développement de coraux de faible profondeur est un indice d’un
climat tropical. Les scientifiques utilisent également la croissance des arbres, car
la largeur de chaque cerne annuel dépend de la température et de l’humidité. Il est
possible de remonter jusqu’à 8 500 ans en utilisant les arbres les plus vieux (Pinus
longaeva, 4 500 ans) en association avec les poutres de vieilles constructions dont
la date de construction est connue (dendrochronologie). Des cernes relativement
larges sont à mettre en relation avec des périodes plus chaudes. Un autre indice
fait intervenir la construction de diagramme pollinique à partir des assemblages
de pollens et de spores à un moment donné. Cette approche dite palynologique
s’appuie sur le fait que ces assemblages sont représentatifs des espèces végétales
vivant à une époque donnée, qui sont elles-mêmes caractéristiques de conditions
climatiques. L’avantage de cette méthode est qu’elle utilise des pollens et spores qui
sont abondants dans les sédiments carottés, du fait de leur composition résistante.
Une autre méthode consiste à dénombrer dans les fossiles végétaux les stomates,
qui sont les structures permettant les échanges de CO2 et de H2O entre la plante
et l’atmosphère. L'indice stomatique, correspondant au pourcentage de stomates
par rapport au nombre de cellules épidermiques, est inversement proportionnel à
la pression partielle de CO2 atmosphérique.
3.1.2 Les roches sédimentaires
En deuxième lieu, les roches sédimentaires recèlent de nombreux indices. Dans
les environnements lacustres, qui sont très sensibles aux changements de température et d humidité, il est possible d’atteindre une très haute résolution temporelle
car le taux de sédimentation peut être élevé (1,5 à 2 mm/an). En réalisant des
€>
D unod.
T oute reproduction non
autorisée est un
délit.
304
3 Variations du climat à l’échelle plurimillénaire
Nous allons à présent nous inscrire sur une échelle de temps plus courte, de l’ordre
du millier à la centaine de milliers d’années et chercher à identifier les variations
du climat et les forçages responsables.
3,11 Utiliser les indices d’oscillations
climatiques du Quaternaire
Il est tout d’abord nécessaire d’identifier les indices qui permettent de reconstituer
les variations paléoclimatiques du Quaternaire et de comprendre comment ces
enregistrements sont calés dans le temps pour dater l’information paléoclimatique.
Si la durée du Quaternaire ne correspond qu’à 0,05 % des temps géologiques, les
indices y sont plus récents et donc bien plus nombreux qu’au Précambrien et au
reste du Phanérozoïque et, s’appuient sur des supports biologiques, géologiques et
physico-chimiques. Envisageons ces supports qui ne sont toutefois pas spécifiques
du Quaternaire.
3.1.1 Les fossiles
En premier lieu, la présence de fossiles de faciès dans les roches est indicatrice de
conditions climatiques précises (voir chapitre 14). Ainsi, en application du principe
d’actualisme, le développement de coraux de faible profondeur est un indice d’un
climat tropical. Les scientifiques utilisent également la croissance des arbres, car
la largeur de chaque cerne annuel dépend de la température et de l’humidité. Il est
possible de remonter jusqu’à 8 500 ans en utilisant les arbres les plus vieux (Pinus
longaeva, 4 500 ans) en association avec les poutres de vieilles constructions dont
la date de construction est connue (dendrochronologie). Des cernes relativement
larges sont à mettre en relation avec des périodes plus chaudes. Un autre indice
fait intervenir la construction de diagramme pollinique à partir des assemblages
de pollens et de spores à un moment donné. Cette approche dite palynologique
s’appuie sur le fait que ces assemblages sont représentatifs des espèces végétales
vivant à une époque donnée, qui sont elles-mêmes caractéristiques de conditions
climatiques. L’avantage de cette méthode est qu’elle utilise des pollens et spores qui
sont abondants dans les sédiments carottés, du fait de leur composition résistante.
Une autre méthode consiste à dénombrer dans les fossiles végétaux les stomates,
qui sont les structures permettant les échanges de CO2 et de H2O entre la plante
et l’atmosphère. L'indice stomatique, correspondant au pourcentage de stomates
par rapport au nombre de cellules épidermiques, est inversement proportionnel à
la pression partielle de CO2 atmosphérique.
3.1.2 Les roches sédimentaires
En deuxième lieu, les roches sédimentaires recèlent de nombreux indices. Dans
les environnements lacustres, qui sont très sensibles aux changements de température et d humidité, il est possible d’atteindre une très haute résolution temporelle
car le taux de sédimentation peut être élevé (1,5 à 2 mm/an). En réalisant des
€>
D unod.
T oute reproduction non
autorisée est un
délit.
304