“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 34 — #57
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Paléoclimatologie
une source océanique (estimée à 4 ± 2 TgN/an) et une source terrestre (estimée à 7 TgN/an pour sa partie naturelle), et par un puits atmosphérique
principalement lié à la photolyse de la molécule N 2 O dans la stratosphère
(12 Tg/yr). Des études de modélisation simulant la chimie de l’atmosphère au
cours des derniers milliers d’années suggèrent que le puits de N 2 O au DMG
était semblable à l’actuel (Crutzen, 1993), ce qui correspond à une durée de
vie de ∼120 ans pour le N 2 O dans l’atmosphère. Ce serait donc les variations
des sources qui seraient responsables des modifications de sa concentration
atmosphérique au cours du Quaternaire.
Les données isotopiques, en particulier les mesures de
15 N du N 2 O, permettent de séparer la source océanique et la source terrestre, car la première montre en général des signatures isotopiques enrichies par rapport à
la deuxième (probablement par une plus forte importance relative du processus de dénitrification dans la production de N 2 O en milieu océanique). Ces
données suggèrent que le rapport source marine/source terrestre n’a pas varié
au cours des derniers 33 ka (Sowers et al., 2003). Ces deux sources montreraient des variations en phase, avec une augmentation de près de 40 % en
période chaude par rapport aux périodes froides.
Les mécanismes permettant d’expliquer ces variations sont encore largement hypothétiques. La production de N 2 O dans l’océan est en règle générale
liée à l’existence de zones sub-oxiques, pauvres en oxygène, que l’on trouve
à l’aplomb de quelques-unes des grandes régions productrices (l’Est du Pacifique tropical, la mer d’Arabie). Dans ces zones pauvres en oxygène dissous,
les nitrates sont utilisés par les micro-organismes comme source d’oxygène
au cours des réactions de dénitrification conduisant à la reminéralisation de
la matière organique ; le protoxyde d’azote (N 2 O) est un sous-produit de ces
réactions. Une diminution de la source de N 2 O en période glaciaire pourrait
être la conséquence d’une diminution de l’extension de ces zones, diminution
qui serait elle-même la conséquence de modifications de la dynamique océanique ou de la productivité marine locale qui conduiraient à une augmentation
de l’oxygène dissous en sub-surface. Cette hypothèse n’est cependant qu’en
partie supportée par les reconstructions de paléoproductivité (voir 1.2.1).
Une autre hypothèse relative à la source marine est liée à l’extension des
surfaces inondées des plateformes continentales. Les estimations récentes suggèrent qu’une partie importante de la production marine de N 2 O provient des
plateaux continentaux (entre 0,6 et 2,7 TgN/an). La baisse significative du
niveau marin (−120 m) en période froide aurait largement limité les surfaces
inondées en bordure de continent et la source de N 2 O associée.
Plusieurs auteurs (Sowers et al., 2003 ; Fluckiger et al., 2004) ont également mis en évidence des variations, de l’ordre de 40 ppbv, de la concentration de N 2 O dans l’atmosphère, en phase avec les événements de DansgaardOeschger. Ces variations de N 2 O diffèrent substantiellement, par leur amplitude, des variations du CH 4 . Alors que l’enregistrement du méthane montre
une corrélation assez forte avec l’insolation des basses et moyennes latitudes
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Paléoclimatologie
une source océanique (estimée à 4 ± 2 TgN/an) et une source terrestre (estimée à 7 TgN/an pour sa partie naturelle), et par un puits atmosphérique
principalement lié à la photolyse de la molécule N 2 O dans la stratosphère
(12 Tg/yr). Des études de modélisation simulant la chimie de l’atmosphère au
cours des derniers milliers d’années suggèrent que le puits de N 2 O au DMG
était semblable à l’actuel (Crutzen, 1993), ce qui correspond à une durée de
vie de ∼120 ans pour le N 2 O dans l’atmosphère. Ce serait donc les variations
des sources qui seraient responsables des modifications de sa concentration
atmosphérique au cours du Quaternaire.
Les données isotopiques, en particulier les mesures de
15 N du N 2 O, permettent de séparer la source océanique et la source terrestre, car la première montre en général des signatures isotopiques enrichies par rapport à
la deuxième (probablement par une plus forte importance relative du processus de dénitrification dans la production de N 2 O en milieu océanique). Ces
données suggèrent que le rapport source marine/source terrestre n’a pas varié
au cours des derniers 33 ka (Sowers et al., 2003). Ces deux sources montreraient des variations en phase, avec une augmentation de près de 40 % en
période chaude par rapport aux périodes froides.
Les mécanismes permettant d’expliquer ces variations sont encore largement hypothétiques. La production de N 2 O dans l’océan est en règle générale
liée à l’existence de zones sub-oxiques, pauvres en oxygène, que l’on trouve
à l’aplomb de quelques-unes des grandes régions productrices (l’Est du Pacifique tropical, la mer d’Arabie). Dans ces zones pauvres en oxygène dissous,
les nitrates sont utilisés par les micro-organismes comme source d’oxygène
au cours des réactions de dénitrification conduisant à la reminéralisation de
la matière organique ; le protoxyde d’azote (N 2 O) est un sous-produit de ces
réactions. Une diminution de la source de N 2 O en période glaciaire pourrait
être la conséquence d’une diminution de l’extension de ces zones, diminution
qui serait elle-même la conséquence de modifications de la dynamique océanique ou de la productivité marine locale qui conduiraient à une augmentation
de l’oxygène dissous en sub-surface. Cette hypothèse n’est cependant qu’en
partie supportée par les reconstructions de paléoproductivité (voir 1.2.1).
Une autre hypothèse relative à la source marine est liée à l’extension des
surfaces inondées des plateformes continentales. Les estimations récentes suggèrent qu’une partie importante de la production marine de N 2 O provient des
plateaux continentaux (entre 0,6 et 2,7 TgN/an). La baisse significative du
niveau marin (−120 m) en période froide aurait largement limité les surfaces
inondées en bordure de continent et la source de N 2 O associée.
Plusieurs auteurs (Sowers et al., 2003 ; Fluckiger et al., 2004) ont également mis en évidence des variations, de l’ordre de 40 ppbv, de la concentration de N 2 O dans l’atmosphère, en phase avec les événements de DansgaardOeschger. Ces variations de N 2 O diffèrent substantiellement, par leur amplitude, des variations du CH 4 . Alors que l’enregistrement du méthane montre
une corrélation assez forte avec l’insolation des basses et moyennes latitudes