“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 97 — #120
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3. L’évolution des climats à l’échelle des temps géologiques
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Les amplitudes de ces variations sont toutefois inférieures à l’incertitude obtenue sur des paléoélévations, quelles que soient les méthodes employées. En
revanche, les variations eustatiques sont cruciales lorsqu’on s’intéresse aux
régions comprises entre le plateau continental (0 et −200 m) et les vastes
plaines de basse altitude. Nous y reviendrons par la suite. Étudions d’abord
les méthodes employées pour reconstruire les paléoélévations.
3.2.3.1 À partir de la flore
L’assemblage floristique fossile est un marqueur des paléo-altitudes utilisé
depuis presque un demi-siècle. Cette méthode repose sur la relation existant
entre le type de végétation et la température moyenne en un lieu donné. Elle
se décline en plusieurs variantes. La première méthode repose sur la recherche
d’un assemblage actuel de taxons floristiques équivalent à celui du site fossile
(ou du moins, partageant avec lui, le plus grand nombre de taxons), mais
elle suppose qu’il n’y ait pas d’adaptation de ces taxons aux variations climatiques passées. Cette méthode est particulièrement adaptée aux 10 derniers
millions d’années. Une seconde méthode s’appuie sur la physionomie foliaire
des plantes (taille, forme, épaisseur, type de marge foliaire), synonyme de
l’adaptation de la plante à un contexte climatique donné. Une relation entre
la physionomie des feuilles de plantes actuelles et la température moyenne
annuelle a été établie. Cette méthode suppose toutefois que la réponse de la
physionomie foliaire au climat ait été constante au cours du temps. Cet outil
est calibré sur les dicotylédones et ne prend pas en compte toutes les provinces
biogéographiques (par exemple, l’Australie) ou tous les taxons (comme les conifères). De plus, elle ne s’applique que jusqu’au Crétacé supérieur, puisque
les plantes à fleurs n’apparaissent qu’au Crétacé. Mais le principal avantage
de cette approche est de s’affranchir de toute reconnaissance systématique des
taxons, car seules les caractéristiques morphologiques comptent (ce qui implique des conditions de fossilisation optimales). Pour déterminer l’altitude,
il est nécessaire de connaître la température moyenne d’un site de même âge
au niveau de la mer. La différence de température entre ces deux sites divisée par le gradient vertical de la température donne accès à la paléo-altitude.
Mais le gradient vertical de la température varie de 4
◦ C/km à 10
◦ C/km. Il
dépend de la latitude, de l’hygrométrie de la masse d’air, de la continentalité
du site et de la topographie elle-même. Le choix de ce paramètre est donc
déterminant. L’incertitude reste élevée, de l’ordre de 700 à 1 000 mètres pour
des paléo-altitudes estimées de 3 à 4 km.
Pour s’affranchir du problème du gradient vertical, une méthode basée
sur la conservation dans l’atmosphère de l’énergie statique humide h a été
développée. Le paramètre h est la somme d’un paramètre thermodynamique,
l’enthalpie humide H et de l’énergie potentielle gZ et présente l’avantage d’une
distribution relativement zonale, en particulier dans les moyennes latitudes de
l’hémisphère nord. Cette méthode requiert une circulation atmosphérique où
prédominent les mouvements horizontaux devant les mouvements verticaux,
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3. L’évolution des climats à l’échelle des temps géologiques
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Les amplitudes de ces variations sont toutefois inférieures à l’incertitude obtenue sur des paléoélévations, quelles que soient les méthodes employées. En
revanche, les variations eustatiques sont cruciales lorsqu’on s’intéresse aux
régions comprises entre le plateau continental (0 et −200 m) et les vastes
plaines de basse altitude. Nous y reviendrons par la suite. Étudions d’abord
les méthodes employées pour reconstruire les paléoélévations.
3.2.3.1 À partir de la flore
L’assemblage floristique fossile est un marqueur des paléo-altitudes utilisé
depuis presque un demi-siècle. Cette méthode repose sur la relation existant
entre le type de végétation et la température moyenne en un lieu donné. Elle
se décline en plusieurs variantes. La première méthode repose sur la recherche
d’un assemblage actuel de taxons floristiques équivalent à celui du site fossile
(ou du moins, partageant avec lui, le plus grand nombre de taxons), mais
elle suppose qu’il n’y ait pas d’adaptation de ces taxons aux variations climatiques passées. Cette méthode est particulièrement adaptée aux 10 derniers
millions d’années. Une seconde méthode s’appuie sur la physionomie foliaire
des plantes (taille, forme, épaisseur, type de marge foliaire), synonyme de
l’adaptation de la plante à un contexte climatique donné. Une relation entre
la physionomie des feuilles de plantes actuelles et la température moyenne
annuelle a été établie. Cette méthode suppose toutefois que la réponse de la
physionomie foliaire au climat ait été constante au cours du temps. Cet outil
est calibré sur les dicotylédones et ne prend pas en compte toutes les provinces
biogéographiques (par exemple, l’Australie) ou tous les taxons (comme les conifères). De plus, elle ne s’applique que jusqu’au Crétacé supérieur, puisque
les plantes à fleurs n’apparaissent qu’au Crétacé. Mais le principal avantage
de cette approche est de s’affranchir de toute reconnaissance systématique des
taxons, car seules les caractéristiques morphologiques comptent (ce qui implique des conditions de fossilisation optimales). Pour déterminer l’altitude,
il est nécessaire de connaître la température moyenne d’un site de même âge
au niveau de la mer. La différence de température entre ces deux sites divisée par le gradient vertical de la température donne accès à la paléo-altitude.
Mais le gradient vertical de la température varie de 4
◦ C/km à 10
◦ C/km. Il
dépend de la latitude, de l’hygrométrie de la masse d’air, de la continentalité
du site et de la topographie elle-même. Le choix de ce paramètre est donc
déterminant. L’incertitude reste élevée, de l’ordre de 700 à 1 000 mètres pour
des paléo-altitudes estimées de 3 à 4 km.
Pour s’affranchir du problème du gradient vertical, une méthode basée
sur la conservation dans l’atmosphère de l’énergie statique humide h a été
développée. Le paramètre h est la somme d’un paramètre thermodynamique,
l’enthalpie humide H et de l’énergie potentielle gZ et présente l’avantage d’une
distribution relativement zonale, en particulier dans les moyennes latitudes de
l’hémisphère nord. Cette méthode requiert une circulation atmosphérique où
prédominent les mouvements horizontaux devant les mouvements verticaux,