“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 13 — #36
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1. Biogéochimie du système climatique...
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et les teneurs en CO 2 et CH 4 est encore sujette à débat dans le détail, car
elle dépend du calcul de la différence d’âge gaz-glace, mal contrainte pour
des sites à très faible taux d’accumulation comme Vostok et Concordia. Les
analyses les plus récentes font état d’un léger retard du CO 2 par rapport à la
température en Antarctique, de l’ordre de 200 à 400 ans (Ahn et al., 2004).
Retard tout à fait négligeable quand on s’intéresse au forçage radiatif de ce
gaz au cours par exemple de la dernière déglaciation, celle-ci se déroulant sur
près de 7 000 ans.
Pour le méthane, on dispose d’autres éléments de contrainte sur son évolution et ses causes : d’une part le gradient interpolaire (différence de concentration entre le Groenland et l’Antarctique), d’autre part les rapports isotopiques
13 C/
12 C et D/H du méthane atmosphérique. Le premier paramètre a pu être
reconstitué pour la période Holocène (Chappellaz et al., 1997), montrant des
variations de l’ordre de 15 ppbv autour d’une valeur moyenne de 45 ppbv.
Ces variations reflètent au premier ordre celles de la distribution latitudinale
des sources et puits de CH 4 . Pour les rapports isotopiques, les premières données ont pu être produites sur la dernière déglaciation (Sowers, 2006 ; Fischer
et al., 2008) et fournissent des éléments quantitatifs précieux pour expliquer
le doublement du méthane durant cette période.
La connaissance de l’évolution du protoxyde d’azote n’est que parcellaire
à ce jour, en raison des difficultés analytiques particulières pour ce gaz-trace,
mais aussi à cause d’un mécanisme de production in situ affectant sa concentration dans les bulles lorsque la glace présente des teneurs relativement élevées en poussières insolubles (seuil semblant se situer autour de 300 ppb). Ce
mécanisme impliquerait des bactéries nitrifiantes, transportées avec les poussières, et métabolisant l’ammonium présent à l’état de traces dans la glace
polaire. Après des travaux pionniers de plusieurs groupes dont les Américains, ce sont les Suisses de l’Institut de physique de Berne qui ont produit
l’enregistrement le plus détaillé (Spahni et al., 2005), grâce au forage EPICA
à dôme C (Fig. 1.5).
Le N 2 O présente une large amplitude glaciaire-interglaciaire, avec des valeurs de ∼200 ppbv durant les maxima glaciaires, pour atteindre typiquement
270 ppbv durant les interglaciaires dont l’Holocène. Au contraire du CO 2 et
du CH 4 , les teneurs de N 2 O durant les interglaciaires avant 400 ka ne diminuent pas par rapport aux interglaciaires plus récents. Elles demeurent toutefois inférieures aux niveaux actuels, voisins de 320 ppbv. Le protoxyde d’azote
montre par ailleurs une variabilité millénaire similaire à celle du méthane, avec
une amplitude pouvant pratiquement atteindre celle des transitions glaciaireinterglaciaires.
Les aérosols
La figure 1.6 montre que les aérosols primaires inorganiques (marins et désertiques) ont augmenté durant les périodes froides ayant pris place au cours
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1. Biogéochimie du système climatique...
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et les teneurs en CO 2 et CH 4 est encore sujette à débat dans le détail, car
elle dépend du calcul de la différence d’âge gaz-glace, mal contrainte pour
des sites à très faible taux d’accumulation comme Vostok et Concordia. Les
analyses les plus récentes font état d’un léger retard du CO 2 par rapport à la
température en Antarctique, de l’ordre de 200 à 400 ans (Ahn et al., 2004).
Retard tout à fait négligeable quand on s’intéresse au forçage radiatif de ce
gaz au cours par exemple de la dernière déglaciation, celle-ci se déroulant sur
près de 7 000 ans.
Pour le méthane, on dispose d’autres éléments de contrainte sur son évolution et ses causes : d’une part le gradient interpolaire (différence de concentration entre le Groenland et l’Antarctique), d’autre part les rapports isotopiques
13 C/
12 C et D/H du méthane atmosphérique. Le premier paramètre a pu être
reconstitué pour la période Holocène (Chappellaz et al., 1997), montrant des
variations de l’ordre de 15 ppbv autour d’une valeur moyenne de 45 ppbv.
Ces variations reflètent au premier ordre celles de la distribution latitudinale
des sources et puits de CH 4 . Pour les rapports isotopiques, les premières données ont pu être produites sur la dernière déglaciation (Sowers, 2006 ; Fischer
et al., 2008) et fournissent des éléments quantitatifs précieux pour expliquer
le doublement du méthane durant cette période.
La connaissance de l’évolution du protoxyde d’azote n’est que parcellaire
à ce jour, en raison des difficultés analytiques particulières pour ce gaz-trace,
mais aussi à cause d’un mécanisme de production in situ affectant sa concentration dans les bulles lorsque la glace présente des teneurs relativement élevées en poussières insolubles (seuil semblant se situer autour de 300 ppb). Ce
mécanisme impliquerait des bactéries nitrifiantes, transportées avec les poussières, et métabolisant l’ammonium présent à l’état de traces dans la glace
polaire. Après des travaux pionniers de plusieurs groupes dont les Américains, ce sont les Suisses de l’Institut de physique de Berne qui ont produit
l’enregistrement le plus détaillé (Spahni et al., 2005), grâce au forage EPICA
à dôme C (Fig. 1.5).
Le N 2 O présente une large amplitude glaciaire-interglaciaire, avec des valeurs de ∼200 ppbv durant les maxima glaciaires, pour atteindre typiquement
270 ppbv durant les interglaciaires dont l’Holocène. Au contraire du CO 2 et
du CH 4 , les teneurs de N 2 O durant les interglaciaires avant 400 ka ne diminuent pas par rapport aux interglaciaires plus récents. Elles demeurent toutefois inférieures aux niveaux actuels, voisins de 320 ppbv. Le protoxyde d’azote
montre par ailleurs une variabilité millénaire similaire à celle du méthane, avec
une amplitude pouvant pratiquement atteindre celle des transitions glaciaireinterglaciaires.
Les aérosols
La figure 1.6 montre que les aérosols primaires inorganiques (marins et désertiques) ont augmenté durant les périodes froides ayant pris place au cours