“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 24 — #47
i
i
i
i
i
i
i
i
24
Paléoclimatologie
par les variations du CO 2 dans l’atmosphère sur ces échelles de temps représente près du tiers des variations du forçage radiatif total nécessaire pour
expliquer le changement du climat entre une période glaciaire et une interglaciaire. Cette constatation confère au CO 2 un rôle amplificateur, peut-être
même un des rôles majeurs, dans les facteurs responsables de l’amplitude
de ces variations. Pourtant, malgré cette importance, les mécanismes responsables des variations du CO 2 ne sont toujours pas clairement hiérarchisés.
1.3.1.1 La quête du graal des paléoclimatologues : les 80 ppmv !
Depuis plus de vingt ans et la mise en évidence de la corrélation entre climat et CO 2 pour les cycles glaciaires-interglaciaires, de nombreux scientifiques
ont cherché à expliquer la variation du CO 2 sur ces échelles de temps et en
particulier à identifier les mécanismes susceptibles d’expliquer son amplitude,
soit plus de 80 ppmv. Le nombre d’hypothèses évoquées, dont certaines sont
carrément ésotériques, n’a cessé de croître. Mais aucun scénario réaliste n’a
pour l’instant rencontré l’adhésion de la communauté internationale. Plusieurs
articles de revue ont été publiés ces dernières années (Broecker et Henderson,
1998 ; Archer et al., 2000 ; Sigmann et Boyle, 2000), et le lecteur y trouvera
une information extensive sur les différents scénarios envisagés.
La majeure partie du carbone sur Terre est contenue dans les roches carbonatées, mais ce réservoir a un temps de résidence tellement long qu’il ne
peut intervenir pour expliquer les variations du CO 2 atmosphérique sur les
échelles de temps glaciaires-interglaciaires, alors qu’il joue probablement un
rôle fondamental (en lien avec le volcanisme et l’érosion, voir Godderis) sur
les évolutions aux échelles de temps géologiques.
Le carbone de la biosphère terrestre est disponible sur des échelles de temps
beaucoup plus courtes. Ce carbone étant appauvri en isotope lourd
13 C, l’évolution du δ
13 C du CO 2 total dissous dans l’océan global permet de calculer
au premier ordre le sens et l’importance de ce transfert. Les mesures de δ
13 C
dans les carbonates des sédiments marins (qui indiquent un enrichissement en
12 C en période glaciaire) montrent que la biosphère terrestre, bénéficiant de
conditions moins favorables à son développement (notamment la sécheresse)
aurait relâché du carbone en période glaciaire (Shackleton et al., 1977). La
quantité de carbone relâchée par la biosphère terrestre (Fig. 1.12), estimée à
500 PgC (Bird et al., 1994), serait responsable au contraire d’une augmentation de 15 ppmv de la pCO 2 atmosphérique, en période glaciaire. Ce n’est
donc plus une diminution de 80 ppmv au DMG qu’il faut expliquer, mais de
près de 100 ppmv !
La plupart des modèles de biosphère terrestre utilisés pour simuler les
stocks de carbone sur les continents au DMG montrent une diminution de
ce stock de l’ordre de quelques centaines de PgC, une quantité compatible
avec les estimations issues des données isotopiques. Certains scientifiques ont
cependant émis l’hypothèse que des quantités importantes de carbone piégées
dans les sols aient été emprisonnées sous l’avancée des calottes laurentides
i
i
i
i
i
i
i
i
24
Paléoclimatologie
par les variations du CO 2 dans l’atmosphère sur ces échelles de temps représente près du tiers des variations du forçage radiatif total nécessaire pour
expliquer le changement du climat entre une période glaciaire et une interglaciaire. Cette constatation confère au CO 2 un rôle amplificateur, peut-être
même un des rôles majeurs, dans les facteurs responsables de l’amplitude
de ces variations. Pourtant, malgré cette importance, les mécanismes responsables des variations du CO 2 ne sont toujours pas clairement hiérarchisés.
1.3.1.1 La quête du graal des paléoclimatologues : les 80 ppmv !
Depuis plus de vingt ans et la mise en évidence de la corrélation entre climat et CO 2 pour les cycles glaciaires-interglaciaires, de nombreux scientifiques
ont cherché à expliquer la variation du CO 2 sur ces échelles de temps et en
particulier à identifier les mécanismes susceptibles d’expliquer son amplitude,
soit plus de 80 ppmv. Le nombre d’hypothèses évoquées, dont certaines sont
carrément ésotériques, n’a cessé de croître. Mais aucun scénario réaliste n’a
pour l’instant rencontré l’adhésion de la communauté internationale. Plusieurs
articles de revue ont été publiés ces dernières années (Broecker et Henderson,
1998 ; Archer et al., 2000 ; Sigmann et Boyle, 2000), et le lecteur y trouvera
une information extensive sur les différents scénarios envisagés.
La majeure partie du carbone sur Terre est contenue dans les roches carbonatées, mais ce réservoir a un temps de résidence tellement long qu’il ne
peut intervenir pour expliquer les variations du CO 2 atmosphérique sur les
échelles de temps glaciaires-interglaciaires, alors qu’il joue probablement un
rôle fondamental (en lien avec le volcanisme et l’érosion, voir Godderis) sur
les évolutions aux échelles de temps géologiques.
Le carbone de la biosphère terrestre est disponible sur des échelles de temps
beaucoup plus courtes. Ce carbone étant appauvri en isotope lourd
13 C, l’évolution du δ
13 C du CO 2 total dissous dans l’océan global permet de calculer
au premier ordre le sens et l’importance de ce transfert. Les mesures de δ
13 C
dans les carbonates des sédiments marins (qui indiquent un enrichissement en
12 C en période glaciaire) montrent que la biosphère terrestre, bénéficiant de
conditions moins favorables à son développement (notamment la sécheresse)
aurait relâché du carbone en période glaciaire (Shackleton et al., 1977). La
quantité de carbone relâchée par la biosphère terrestre (Fig. 1.12), estimée à
500 PgC (Bird et al., 1994), serait responsable au contraire d’une augmentation de 15 ppmv de la pCO 2 atmosphérique, en période glaciaire. Ce n’est
donc plus une diminution de 80 ppmv au DMG qu’il faut expliquer, mais de
près de 100 ppmv !
La plupart des modèles de biosphère terrestre utilisés pour simuler les
stocks de carbone sur les continents au DMG montrent une diminution de
ce stock de l’ordre de quelques centaines de PgC, une quantité compatible
avec les estimations issues des données isotopiques. Certains scientifiques ont
cependant émis l’hypothèse que des quantités importantes de carbone piégées
dans les sols aient été emprisonnées sous l’avancée des calottes laurentides