“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 204 — #227
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Paléoclimatologie
la surface continentale dans une glaciation globale est de l’ordre de −25
◦ C
dans la zone équatoriale, le point continental le plus froid étant atteint sur la
craton ouest-africain, avec −110
◦ C (Donnadieu et al., 2003 [4]). Les océans
se couvrent très rapidement de glace. L’épaisseur de la banquise est sujette à
discussions. Les simulations effectuées à l’aide des modèles suggèrent que cette
épaisseur a dû être très rapidement kilométrique (Goodman, 2006 [11]). Mais
la persistance d’une activité photosynthétique pendant la glaciation requiert
l’existence d’une glace plus fine, au moins localisée, laissant filtrer la lumière.
À l’opposé de la simulation suggérant une glace épaisse partout, Hyde et al.
(2000) [14] ont présenté une solution dans laquelle des zones d’eau libre persistent dans la zone tropicale, alors que le reste de l’océan est entièrement
recouvert de glace. Cette simulation a été réalisée en couplant un modèle de
balance énergétique à un modèle de glace. Néanmoins, des simulations réalisées avec des modèles climatiques prenant en compte la circulation générale
de l’atmosphère et de l’océan montrent qu’il s’agit là d’une solution qui n’est
pas stable. L’océan a probablement été entièrement recouvert de glace, sans
réelle « zones d’oasis » pour la vie. Par contre, la présence de glace fine (de
l’ordre de 10 m d’épaisseur) dans la zone équatoriale n’est pas impossible.
Elle a d’ailleurs été suggérée par McKay (2000) [22] et finalement modélisée
par Pollard et Kasting (2005) [27]. Côté continental, des inlandsis se mettent
rapidement en place. Donnadieu et al. (2003) [4] ont montré qu’en fixant la
pression de CO 2 à la valeur préindustrielle de 280 ppmv et en réduisant la
constante solaire de 6 %, l’inlandsis continental atteint sa taille d’équilibre
en 400 000 ans, avec 190 millions de km
3 de glace qui couvrent 90 % des surfaces continentales (Fig. 5.12). Son épaisseur maximale atteint 5 000 m. Même
lorsque la couverture de glace est totale, une faible précipitation neigeuse est
maintenue sur les continents suite à la sublimation de la glace de la banquise
océanique. De plus, l’inlandsis reste dynamique, sa base étant humide. Des
vitesses de fluage de la glace de l’ordre de 5 à 10 m/an sont calculées sous
les parties les plus continentales de l’inlandsis et atteignent 50 m/an dans les
zones côtières (Donnadieu et al., 2003 [4]). Un cycle de l’eau est donc maintenu
actif pendant la glaciation totale, même s’il est fortement réduit.
5.3.7 La sortie de glaciation
La sortie de glaciation requiert des niveaux de CO 2 très élevés. Caldeira
et Kasting (1992) [2] avaient calculé qu’une Terre entièrement englacée nécessitait 0,12 bar de CO 2 pour initier la déglaciation. Selon ces auteurs, l’effet de
serre devient alors suffisamment important pour contrecarrer l’albédo élevé
d’une Terre totalement gelée. Malheureusement, cette estimation a été réalisée avec un modèle de balance énergétique probablement trop simple pour
cet environnement particulier, mais surtout en fixant la constante solaire à sa
valeur actuelle. En prenant une constante solaire réduite de 6 %, le seuil de
déglaciation passe à 0,29 bar. Pierrehumbert (2004) [26] a également montré
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Paléoclimatologie
la surface continentale dans une glaciation globale est de l’ordre de −25
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dans la zone équatoriale, le point continental le plus froid étant atteint sur la
craton ouest-africain, avec −110
◦ C (Donnadieu et al., 2003 [4]). Les océans
se couvrent très rapidement de glace. L’épaisseur de la banquise est sujette à
discussions. Les simulations effectuées à l’aide des modèles suggèrent que cette
épaisseur a dû être très rapidement kilométrique (Goodman, 2006 [11]). Mais
la persistance d’une activité photosynthétique pendant la glaciation requiert
l’existence d’une glace plus fine, au moins localisée, laissant filtrer la lumière.
À l’opposé de la simulation suggérant une glace épaisse partout, Hyde et al.
(2000) [14] ont présenté une solution dans laquelle des zones d’eau libre persistent dans la zone tropicale, alors que le reste de l’océan est entièrement
recouvert de glace. Cette simulation a été réalisée en couplant un modèle de
balance énergétique à un modèle de glace. Néanmoins, des simulations réalisées avec des modèles climatiques prenant en compte la circulation générale
de l’atmosphère et de l’océan montrent qu’il s’agit là d’une solution qui n’est
pas stable. L’océan a probablement été entièrement recouvert de glace, sans
réelle « zones d’oasis » pour la vie. Par contre, la présence de glace fine (de
l’ordre de 10 m d’épaisseur) dans la zone équatoriale n’est pas impossible.
Elle a d’ailleurs été suggérée par McKay (2000) [22] et finalement modélisée
par Pollard et Kasting (2005) [27]. Côté continental, des inlandsis se mettent
rapidement en place. Donnadieu et al. (2003) [4] ont montré qu’en fixant la
pression de CO 2 à la valeur préindustrielle de 280 ppmv et en réduisant la
constante solaire de 6 %, l’inlandsis continental atteint sa taille d’équilibre
en 400 000 ans, avec 190 millions de km
3 de glace qui couvrent 90 % des surfaces continentales (Fig. 5.12). Son épaisseur maximale atteint 5 000 m. Même
lorsque la couverture de glace est totale, une faible précipitation neigeuse est
maintenue sur les continents suite à la sublimation de la glace de la banquise
océanique. De plus, l’inlandsis reste dynamique, sa base étant humide. Des
vitesses de fluage de la glace de l’ordre de 5 à 10 m/an sont calculées sous
les parties les plus continentales de l’inlandsis et atteignent 50 m/an dans les
zones côtières (Donnadieu et al., 2003 [4]). Un cycle de l’eau est donc maintenu
actif pendant la glaciation totale, même s’il est fortement réduit.
5.3.7 La sortie de glaciation
La sortie de glaciation requiert des niveaux de CO 2 très élevés. Caldeira
et Kasting (1992) [2] avaient calculé qu’une Terre entièrement englacée nécessitait 0,12 bar de CO 2 pour initier la déglaciation. Selon ces auteurs, l’effet de
serre devient alors suffisamment important pour contrecarrer l’albédo élevé
d’une Terre totalement gelée. Malheureusement, cette estimation a été réalisée avec un modèle de balance énergétique probablement trop simple pour
cet environnement particulier, mais surtout en fixant la constante solaire à sa
valeur actuelle. En prenant une constante solaire réduite de 6 %, le seuil de
déglaciation passe à 0,29 bar. Pierrehumbert (2004) [26] a également montré