“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 212 — #235
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Paléoclimatologie
6.1 Les proxies du climat Phanérozoïque
Il n’existe pas d’indicateurs directs des conditions climatiques dans le passé
géologique. Cependant, les données sédimentologiques et paléontologiques permettent des reconstructions qualitatives et, d’une manière générale, elles sont
moins équivoques que pour le Précambrien. Les données géochimiques, avec
en particulier les indicateurs isotopiques mesurés dans les sédiments marins,
donnent accès à la quantification, mais leur interprétation est rarement univoque. Nous donnons ci-dessous quelques exemples d’indicateurs, sans chercher à être exhaustif. Enfin, nous exposerons les indicateurs permettant la
reconstruction du CO 2 dans l’atmosphère au cours des temps géologiques.
6.1.1 Indicateurs sédimentologiques
Un travail de compilation des données sédimentologiques indicatrices de
climat glaciaire a été réalisé en 1992 par Frakes (Frakes et al., 1992 [11]). Il
s’agit d’une part d’un inventaire des dépôts glaciaires de type tillites (argiles
formées à partir des produits d’érosion provenant du frottement des glaciers
sur leur socle rocheux) et, d’autre part, d’une reconstruction de la paléolatitude minimale atteinte par des débris rocheux portés par la glace de mer. Le
résultat montre une fluctuation des modes chauds et froids avec une période
d’approximativement 135 Ma. Le mode climatique le plus froid est identifié
lors de la glaciation Permo-Carbonifère.
Une étude récente fournit de nouveaux résultats en accord avec ceux de
(Frakes et al., 1992 [11]). (Boucot et al., 2004 [2]) ont compilé les dépôts de
charbon continentaux et les données indicatrices de climat aride en fonction
de la paléogéographie et du temps. Ils ont construit une courbe qualitative
des variations du gradient climatique équateur-pôle pour l’ensemble du Phanérozoïque. Ils interprètent l’existence de gradients faibles comme la marque
de climat chaud.
6.1.2 Indicateurs isotopiques
6.1.2.1 Le δ
18 O des carbonates
Une étude très détaillée de la composition isotopique de l’oxygène (δ
18 O)
des sédiments carbonatés a été effectuée essentiellement sur des coquilles de
brachiopodes fossiles (Veizer et al., 1999 [28]). Elle montre deux tendances
(Fig. 6.1). La première est une lente augmentation, quasi linéaire, des δ
18 O
depuis le Cambrien, depuis des valeurs voisines de −10 %% (par rapport au
standard PDB), jusqu’aux valeurs actuelles proches de 0 %%. Cette augmentation est, encore aujourd’hui, difficile à interpréter. Si le δ
18 O de l’océan est
resté proche de sa valeur actuelle et si l’évolution du δ
18 O des brachiopodes
est interprétée en termes de température au cours des 540 derniers millions
d’années, alors l’eau de mer devait atteindre les 70
◦ C au Cambrien, ce qui est
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Paléoclimatologie
6.1 Les proxies du climat Phanérozoïque
Il n’existe pas d’indicateurs directs des conditions climatiques dans le passé
géologique. Cependant, les données sédimentologiques et paléontologiques permettent des reconstructions qualitatives et, d’une manière générale, elles sont
moins équivoques que pour le Précambrien. Les données géochimiques, avec
en particulier les indicateurs isotopiques mesurés dans les sédiments marins,
donnent accès à la quantification, mais leur interprétation est rarement univoque. Nous donnons ci-dessous quelques exemples d’indicateurs, sans chercher à être exhaustif. Enfin, nous exposerons les indicateurs permettant la
reconstruction du CO 2 dans l’atmosphère au cours des temps géologiques.
6.1.1 Indicateurs sédimentologiques
Un travail de compilation des données sédimentologiques indicatrices de
climat glaciaire a été réalisé en 1992 par Frakes (Frakes et al., 1992 [11]). Il
s’agit d’une part d’un inventaire des dépôts glaciaires de type tillites (argiles
formées à partir des produits d’érosion provenant du frottement des glaciers
sur leur socle rocheux) et, d’autre part, d’une reconstruction de la paléolatitude minimale atteinte par des débris rocheux portés par la glace de mer. Le
résultat montre une fluctuation des modes chauds et froids avec une période
d’approximativement 135 Ma. Le mode climatique le plus froid est identifié
lors de la glaciation Permo-Carbonifère.
Une étude récente fournit de nouveaux résultats en accord avec ceux de
(Frakes et al., 1992 [11]). (Boucot et al., 2004 [2]) ont compilé les dépôts de
charbon continentaux et les données indicatrices de climat aride en fonction
de la paléogéographie et du temps. Ils ont construit une courbe qualitative
des variations du gradient climatique équateur-pôle pour l’ensemble du Phanérozoïque. Ils interprètent l’existence de gradients faibles comme la marque
de climat chaud.
6.1.2 Indicateurs isotopiques
6.1.2.1 Le δ
18 O des carbonates
Une étude très détaillée de la composition isotopique de l’oxygène (δ
18 O)
des sédiments carbonatés a été effectuée essentiellement sur des coquilles de
brachiopodes fossiles (Veizer et al., 1999 [28]). Elle montre deux tendances
(Fig. 6.1). La première est une lente augmentation, quasi linéaire, des δ
18 O
depuis le Cambrien, depuis des valeurs voisines de −10 %% (par rapport au
standard PDB), jusqu’aux valeurs actuelles proches de 0 %%. Cette augmentation est, encore aujourd’hui, difficile à interpréter. Si le δ
18 O de l’océan est
resté proche de sa valeur actuelle et si l’évolution du δ
18 O des brachiopodes
est interprétée en termes de température au cours des 540 derniers millions
d’années, alors l’eau de mer devait atteindre les 70
◦ C au Cambrien, ce qui est