“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 16 — #39
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Paléoclimatologie
sur l’ensemble des fonds marins, des plateaux continentaux aux plaines abyssales. Ces dépôts sont constitués à la fois de matériel biologique (coquilles
calcaires ou siliceuses, particules de matière organique. . . ) ou minéralogique
(argiles. . . ). De nombreuses caractéristiques de ces dépôts ont été utilisées
pour reconstruire l’état passé de l’océan, sa dynamique et sa biogéochimie, et
ceci pour des périodes très récentes (dernier siècle) à très anciennes (jusqu’à
plusieurs centaines de millions d’années en arrière). Dans ce chapitre n’est
développée que la reconstruction de la productivité marine au cours du dernier million d’années ; l’utilisation des archives sédimentaires marines pour
la reconstruction de la dynamique océanique est discutée en détails dans le
chapitre 20, Tome 1.
Les archives sédimentaires terrestres sont nettement moins abondantes que
leurs cousines marines. Mais elles peuvent, elles aussi, nous renseigner sur la
productivité, continentale cette fois, passée. Les grains de pollen préservés
dans des sédiments continentaux de type tourbière fournissent en particulier
des informations sur la présence des différents types de plantes. Ces méthodes
ont été utilisées pour retracer la distribution de grands types d’écosystèmes
terrestres pour des régions et des périodes clés du passé.
1.2.2.1 Productivité marine
Les cycles glaciaires-interglaciaires du CO 2 , du CH 4 ou du N 2 O atmosphériques et leur lien avec les variations du climat ne sont toujours pas compris
quantitativement, même si les travaux les plus récents s’approchent de bilans
satisfaisants. Plusieurs hypothèses expliquent ces variations à la fois pour le
CO 2 et pour le N 2 O en invoquant des modifications significatives de la productivité biologique océanique.
La pompe biologique de carbone est une composante essentielle du cycle
du carbone océanique. Elle résulte de l’activité photosynthétique du phytoplancton dans les couches éclairées de l’océan, et correspond à l’exportation
vers les fonds océaniques de carbone particulaire organique (cellules phytoplanctoniques et zooplanctoniques mortes, pelotes fécales. . . ). Chaque année,
cette pompe de carbone transporte des couches de surface vers le fond des
océans à peu près 10 × 10
6 tonnes de carbone. Des variations de l’activité
biologique dans l’océan pourraient conduire à des variations substantielles du
CO 2 atmosphérique. C’est pourquoi il est important de savoir comment la
productivité océanique (production exportée vers les abysses, production de
calcite...) réagit aux variations des paramètres externes.
La production de N 2 O est également liée, dans l’océan, à la productivité
marine. Ce sont en particulier les zones de minimum d’oxygène, à l’aplomb des
zones d’intense production et situées en région d’upwelling (Chili-Pérou, mer
d’Arabie. . . ) qui sont responsables de la majorité des émissions océaniques de
N 2 O vers l’atmosphère.
Les paléocéanographes ont depuis plus de vingt ans cherché à reconstruire
la paléoproductivité océanique en utilisant des informations enregistrées par
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Paléoclimatologie
sur l’ensemble des fonds marins, des plateaux continentaux aux plaines abyssales. Ces dépôts sont constitués à la fois de matériel biologique (coquilles
calcaires ou siliceuses, particules de matière organique. . . ) ou minéralogique
(argiles. . . ). De nombreuses caractéristiques de ces dépôts ont été utilisées
pour reconstruire l’état passé de l’océan, sa dynamique et sa biogéochimie, et
ceci pour des périodes très récentes (dernier siècle) à très anciennes (jusqu’à
plusieurs centaines de millions d’années en arrière). Dans ce chapitre n’est
développée que la reconstruction de la productivité marine au cours du dernier million d’années ; l’utilisation des archives sédimentaires marines pour
la reconstruction de la dynamique océanique est discutée en détails dans le
chapitre 20, Tome 1.
Les archives sédimentaires terrestres sont nettement moins abondantes que
leurs cousines marines. Mais elles peuvent, elles aussi, nous renseigner sur la
productivité, continentale cette fois, passée. Les grains de pollen préservés
dans des sédiments continentaux de type tourbière fournissent en particulier
des informations sur la présence des différents types de plantes. Ces méthodes
ont été utilisées pour retracer la distribution de grands types d’écosystèmes
terrestres pour des régions et des périodes clés du passé.
1.2.2.1 Productivité marine
Les cycles glaciaires-interglaciaires du CO 2 , du CH 4 ou du N 2 O atmosphériques et leur lien avec les variations du climat ne sont toujours pas compris
quantitativement, même si les travaux les plus récents s’approchent de bilans
satisfaisants. Plusieurs hypothèses expliquent ces variations à la fois pour le
CO 2 et pour le N 2 O en invoquant des modifications significatives de la productivité biologique océanique.
La pompe biologique de carbone est une composante essentielle du cycle
du carbone océanique. Elle résulte de l’activité photosynthétique du phytoplancton dans les couches éclairées de l’océan, et correspond à l’exportation
vers les fonds océaniques de carbone particulaire organique (cellules phytoplanctoniques et zooplanctoniques mortes, pelotes fécales. . . ). Chaque année,
cette pompe de carbone transporte des couches de surface vers le fond des
océans à peu près 10 × 10
6 tonnes de carbone. Des variations de l’activité
biologique dans l’océan pourraient conduire à des variations substantielles du
CO 2 atmosphérique. C’est pourquoi il est important de savoir comment la
productivité océanique (production exportée vers les abysses, production de
calcite...) réagit aux variations des paramètres externes.
La production de N 2 O est également liée, dans l’océan, à la productivité
marine. Ce sont en particulier les zones de minimum d’oxygène, à l’aplomb des
zones d’intense production et situées en région d’upwelling (Chili-Pérou, mer
d’Arabie. . . ) qui sont responsables de la majorité des émissions océaniques de
N 2 O vers l’atmosphère.
Les paléocéanographes ont depuis plus de vingt ans cherché à reconstruire
la paléoproductivité océanique en utilisant des informations enregistrées par