“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 280 — #303
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Paléoclimatologie
combinaison complexe de multiples facteurs est une possibilité qui permettrait sans doute d’atteindre une différence glaciaire- interglaciaire de 100 ppm,
mais la très grande similitude entre les enregistrements climatiques autour de
l’Antarctique et les enregistrements de pCO 2 plaident pour un mécanisme
relativement simple qui lierait l’océan Austral et son climat, avec la concentration atmosphérique en CO 2 . Un tel mécanisme reste pour le moment encore
à découvrir.
7.4.2 Vers une synthèse des théories astronomique
et géochimique ?
Des progrès très récents permettent néanmoins d’envisager une solution
prochaine. En effet, les modèles conceptuels mentionnés plus haut suggèrent
d’envisager des états « glaciaires » et « interglaciaires » bien distincts, capables de rendre compte d’une oscillation de relaxation entre deux (ou plus)
modes de fonctionnement différents. Dans ce contexte, il est intéressant de
mentionner l’hypothèse d’un océan glaciaire, dont les eaux de fond seraient
très froides et surtout très salées. Cette hypothèse est largement étayée par
des mesures effectuées sur les fluides interstitiels dans des carottes de sédiments marins (Adkins et al., 2002 [1]) qui permettent d’estimer directement
la salinité du fond de l’océan dans le passé. L’océan glaciaire est donc vraisemblablement profondément différent de l’océan actuel, avec une très forte
stratification entre la moitié supérieure et la moitié inférieure de la colonne
d’eau. Ces eaux de fond très salées sont susceptibles de se former autour de
l’Antarctique, grâce aux rejets de sel qui surviennent lors de la formation de
glace de mer. Les conséquences d’une telle configuration océanique sur le cycle
du carbone sont considérables. Avec un mécanisme de ce type, il est possible
de stocker beaucoup de carbone au fond de l’océan et d’expliquer le faible niveau atmosphérique en CO 2 . Ce mécanisme a été confirmé récemment dans un
modèle relativement simple couplant le climat et le cycle du carbone (Bouttes
et al., 2011 [6]). Ceci permet de formuler un scénario qui rend compte des
cycles glaciaire-interglaciaire, à la fois en termes de changements dans l’étendue des calottes de glace, mais aussi en termes de CO 2 atmosphérique, et donc
de climat global (Paillard et al., 2004 [23]), comme indiqué sur la Figure 7.9
ci-dessous.
Dans ce modèle, les terminaisons sont explicitement induites par une augmentation du CO 2 atmosphérique, elle-même causée par le maximum glaciaire précédant qui déstabilise la stratification de l’océan profond. Ce modèle
étant basé sur un système bi-modal, il reproduit correctement certaines caractéristiques, déjà présentes dans des modèles encore plus simples (Paillard,
1998 [21]), comme la possibilité de changement de périodicité dominante, depuis des cycles à 23 000 ans avant la mise en place des glaciations quaternaires,
vers des cycles à 41 000 ans il y a 3 millions d’années, puis vers des cycles à
100 000 ans lors du dernier million d’années.
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Paléoclimatologie
combinaison complexe de multiples facteurs est une possibilité qui permettrait sans doute d’atteindre une différence glaciaire- interglaciaire de 100 ppm,
mais la très grande similitude entre les enregistrements climatiques autour de
l’Antarctique et les enregistrements de pCO 2 plaident pour un mécanisme
relativement simple qui lierait l’océan Austral et son climat, avec la concentration atmosphérique en CO 2 . Un tel mécanisme reste pour le moment encore
à découvrir.
7.4.2 Vers une synthèse des théories astronomique
et géochimique ?
Des progrès très récents permettent néanmoins d’envisager une solution
prochaine. En effet, les modèles conceptuels mentionnés plus haut suggèrent
d’envisager des états « glaciaires » et « interglaciaires » bien distincts, capables de rendre compte d’une oscillation de relaxation entre deux (ou plus)
modes de fonctionnement différents. Dans ce contexte, il est intéressant de
mentionner l’hypothèse d’un océan glaciaire, dont les eaux de fond seraient
très froides et surtout très salées. Cette hypothèse est largement étayée par
des mesures effectuées sur les fluides interstitiels dans des carottes de sédiments marins (Adkins et al., 2002 [1]) qui permettent d’estimer directement
la salinité du fond de l’océan dans le passé. L’océan glaciaire est donc vraisemblablement profondément différent de l’océan actuel, avec une très forte
stratification entre la moitié supérieure et la moitié inférieure de la colonne
d’eau. Ces eaux de fond très salées sont susceptibles de se former autour de
l’Antarctique, grâce aux rejets de sel qui surviennent lors de la formation de
glace de mer. Les conséquences d’une telle configuration océanique sur le cycle
du carbone sont considérables. Avec un mécanisme de ce type, il est possible
de stocker beaucoup de carbone au fond de l’océan et d’expliquer le faible niveau atmosphérique en CO 2 . Ce mécanisme a été confirmé récemment dans un
modèle relativement simple couplant le climat et le cycle du carbone (Bouttes
et al., 2011 [6]). Ceci permet de formuler un scénario qui rend compte des
cycles glaciaire-interglaciaire, à la fois en termes de changements dans l’étendue des calottes de glace, mais aussi en termes de CO 2 atmosphérique, et donc
de climat global (Paillard et al., 2004 [23]), comme indiqué sur la Figure 7.9
ci-dessous.
Dans ce modèle, les terminaisons sont explicitement induites par une augmentation du CO 2 atmosphérique, elle-même causée par le maximum glaciaire précédant qui déstabilise la stratification de l’océan profond. Ce modèle
étant basé sur un système bi-modal, il reproduit correctement certaines caractéristiques, déjà présentes dans des modèles encore plus simples (Paillard,
1998 [21]), comme la possibilité de changement de périodicité dominante, depuis des cycles à 23 000 ans avant la mise en place des glaciations quaternaires,
vers des cycles à 41 000 ans il y a 3 millions d’années, puis vers des cycles à
100 000 ans lors du dernier million d’années.