“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 223 — #246
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6. Les climats du Phanérozoïque
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et particulièrement dans les zones d’orogènes, compliquant considérablement
l’interprétation du signal isotopique de strontium. Néanmoins, la qualité du
signal phanérozoïque devrait motiver une reconsidération de cet indicateur
dans les années à venir.
Parallèlement au signal isotopique
87 Sr/
86 Sr, le rapport
187 Os/
188 Os de
l’eau de mer mesuré sur des sédiments prélevés au cours des campagnes de
forages océaniques est également utilisé pour contraindre l’évolution des flux
d’altération continentale et hydrothermaux. La systématique est très semblable à celle du Sr, mais l’intérêt majeur de l’osmium réside dans son temps
de résidence court dans l’océan, voisin de 10 et 30 ka, mais suffisamment plus
long que le temps de mélange des masses d’eau. Les apports par les rivières
dominent, avec un rapport
187 Os/
188 Os de 1,3 et un flux de 1 800 moles/an.
Les apports hydrothermaux ont une signature isotopique de 0,13 et un flux
de l’ordre de 100 moles/an. Il faut encore ajouter un flux lié aux poussières
cosmiques, avec un rapport de 0,13 et un flux de 80 moles/an. Les puits principaux sont les flux de dépôts de sédiments océaniques. Le rapport peut donc
être indirectement relié à l’évolution des climats terrestres et des gaz à effet de serre, via la caractérisation des flux géologiques du cycle du carbone.
Néanmoins, l’osmium est un élément très peu abondant, ce qui rend sa mesure
malaisée. La concentration moyenne d’Os dans l’eau de mer est de 10 fg/g et
de 9 fg/g dans les rivières.
6.1.4 Le niveau de CO 2 atmosphérique
Il n’existe évidemment aucune mesure directe de ce niveau pour le passé
lointain, au-delà de 900 000 ans, période couverte par les forages effectués
dans les glaces antarctiques. Toutes les méthodes sont donc indirectes et elles
dépendent d’un certain nombre d’hypothèses. Il en résulte forcément des incertitudes importantes. De plus, le temps de résidence faible du carbone dans
le système océan-atmosphère (200 000 ans) est une cause inhérente d’éparpillement des points de données. La résolution temporelle dans le passé géologique atteint très rarement ce niveau de précision. Il en résulte que deux
points, attribués au même instant géologique, peuvent présenter des valeurs
très différentes.
Une excellente synthèse a été réalisée par Royer et al. (2001) [25]. Les
méthodes de reconstruction sont multiples. Pour le passé très lointain, on
utilise majoritairement le comptage des stomates des feuilles fossiles. Des corrélations positives existent entre le nombre de stomates et le niveau de CO 2
ambiant, pour des espèces actuelles. Elles sont appliquées à des échantillons
géologiques anciens. Il s’agit de la méthode probablement la moins précise,
mais elle présente l’avantage de pouvoir remonter très loin dans le passé (jusqu’au Dévonien) et elle est indépendante des problèmes rencontrés par les
systèmes isotopiques, tels que la diagenèse.
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6. Les climats du Phanérozoïque
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et particulièrement dans les zones d’orogènes, compliquant considérablement
l’interprétation du signal isotopique de strontium. Néanmoins, la qualité du
signal phanérozoïque devrait motiver une reconsidération de cet indicateur
dans les années à venir.
Parallèlement au signal isotopique
87 Sr/
86 Sr, le rapport
187 Os/
188 Os de
l’eau de mer mesuré sur des sédiments prélevés au cours des campagnes de
forages océaniques est également utilisé pour contraindre l’évolution des flux
d’altération continentale et hydrothermaux. La systématique est très semblable à celle du Sr, mais l’intérêt majeur de l’osmium réside dans son temps
de résidence court dans l’océan, voisin de 10 et 30 ka, mais suffisamment plus
long que le temps de mélange des masses d’eau. Les apports par les rivières
dominent, avec un rapport
187 Os/
188 Os de 1,3 et un flux de 1 800 moles/an.
Les apports hydrothermaux ont une signature isotopique de 0,13 et un flux
de l’ordre de 100 moles/an. Il faut encore ajouter un flux lié aux poussières
cosmiques, avec un rapport de 0,13 et un flux de 80 moles/an. Les puits principaux sont les flux de dépôts de sédiments océaniques. Le rapport peut donc
être indirectement relié à l’évolution des climats terrestres et des gaz à effet de serre, via la caractérisation des flux géologiques du cycle du carbone.
Néanmoins, l’osmium est un élément très peu abondant, ce qui rend sa mesure
malaisée. La concentration moyenne d’Os dans l’eau de mer est de 10 fg/g et
de 9 fg/g dans les rivières.
6.1.4 Le niveau de CO 2 atmosphérique
Il n’existe évidemment aucune mesure directe de ce niveau pour le passé
lointain, au-delà de 900 000 ans, période couverte par les forages effectués
dans les glaces antarctiques. Toutes les méthodes sont donc indirectes et elles
dépendent d’un certain nombre d’hypothèses. Il en résulte forcément des incertitudes importantes. De plus, le temps de résidence faible du carbone dans
le système océan-atmosphère (200 000 ans) est une cause inhérente d’éparpillement des points de données. La résolution temporelle dans le passé géologique atteint très rarement ce niveau de précision. Il en résulte que deux
points, attribués au même instant géologique, peuvent présenter des valeurs
très différentes.
Une excellente synthèse a été réalisée par Royer et al. (2001) [25]. Les
méthodes de reconstruction sont multiples. Pour le passé très lointain, on
utilise majoritairement le comptage des stomates des feuilles fossiles. Des corrélations positives existent entre le nombre de stomates et le niveau de CO 2
ambiant, pour des espèces actuelles. Elles sont appliquées à des échantillons
géologiques anciens. Il s’agit de la méthode probablement la moins précise,
mais elle présente l’avantage de pouvoir remonter très loin dans le passé (jusqu’au Dévonien) et elle est indépendante des problèmes rencontrés par les
systèmes isotopiques, tels que la diagenèse.