“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 36 — #59
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Paléoclimatologie
d’ammonium) et de phosphate par le phytoplancton pour sa photosynthèse
dans un rapport molaire de 16:1 (rapport de Redfield). Les concentrations
dans l’océan de ces composés (nitrate et phosphate) sont également très
proches de ce rapport. Ainsi, toute augmentation du contenu en nitrates de
l’océan serait accompagnée par une limitation de la productivité marine par
les phosphates, réduisant significativement la stimulation de la pompe biologique. D’éventuelles variations de ce rapport de Redfield, en fonction des
conditions environnementales ou des différents groupes phytoplanctoniques
sont des questions encore largement ouvertes aujourd’hui.
1.3.4 Cycle du soufre
Le cycle du soufre intéresse les climatologues, parce qu’il conduit à la
formation d’acide sulfurique (H 2 SO 4 ), un aérosol submicronique qui réfléchit
efficacement le rayonnement solaire (effet direct) et qui, de par son caractère
fortement hygroscopique, influence la physique du nuage (effet indirect). Il
est formé dans l’atmosphère par oxydation du SO 2 dont l’émission liée à la
combustion des réserves fossiles atteint 35–45 Tg/an. Le GIEC estime que
via l’augmentation de l’aérosol sulfaté dans l’atmosphère, les émissions anthropiques de SO 2 seraient responsables d’un forçage radiatif de −0,4 W/m
2 ,
soit un forçage de signe opposé mais représentant près du tiers du forçage radiatif lié à l’augmentation du CO 2 dans l’atmosphère (+1,2 W/m
2 ). Comme
souligné précédemment, la comparaison de ces deux valeurs n’a qu’une signification très limitée, le forçage de l’aérosol pouvant par exemple être beaucoup
plus important au-dessus des régions fortement anthropisées de l’hémisphère
nord. De plus, l’évolution temporelle des émissions anthropiques de SO 2 varie beaucoup d’un continent à l’autre, les émissions ont atteint un maximum
dans les années 1980 en Europe de l’Ouest et aux USA, tandis qu’une accélération de leur croissance est en cours en Inde par exemple. Le cycle du soufre
dans l’atmosphère fait par ailleurs intervenir deux sources naturelles majeures,
l’activité volcanique et les émissions biogéniques marines de DMS. Un aspect
important de ces dernières tient à leur possible réponse aux conditions climatiques, une hypothèse émise par Charlson, Lovelock, Andreae et Warren, les
quatre auteurs d’une publication fameuse dans Nature datant de 1987, selon
laquelle les émissions du DMS produit par le plancton marin pourraient agir
comme régulateur climatique (Fig. 1.15). Une réponse de la biosphère marine
(modification de la productivité primaire, de la spéciation du phytoplancton,
de la stratification des couches océaniques de surface, du régime des vents...)
au changement climatique actuel est ainsi possible. Son signe et son ampleur
restent incertains mais certains modèles océan-atmosphère incluant un module
biologique océanique couplant soufre et carbone suggèrent qu’une augmentation de 40 % des émissions de DMS pourrait concerner la zone des 40
◦ S en
réponse à un doublement des teneurs en CO 2 et au changement climatique
associé (Bopp et al., 2001).
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Paléoclimatologie
d’ammonium) et de phosphate par le phytoplancton pour sa photosynthèse
dans un rapport molaire de 16:1 (rapport de Redfield). Les concentrations
dans l’océan de ces composés (nitrate et phosphate) sont également très
proches de ce rapport. Ainsi, toute augmentation du contenu en nitrates de
l’océan serait accompagnée par une limitation de la productivité marine par
les phosphates, réduisant significativement la stimulation de la pompe biologique. D’éventuelles variations de ce rapport de Redfield, en fonction des
conditions environnementales ou des différents groupes phytoplanctoniques
sont des questions encore largement ouvertes aujourd’hui.
1.3.4 Cycle du soufre
Le cycle du soufre intéresse les climatologues, parce qu’il conduit à la
formation d’acide sulfurique (H 2 SO 4 ), un aérosol submicronique qui réfléchit
efficacement le rayonnement solaire (effet direct) et qui, de par son caractère
fortement hygroscopique, influence la physique du nuage (effet indirect). Il
est formé dans l’atmosphère par oxydation du SO 2 dont l’émission liée à la
combustion des réserves fossiles atteint 35–45 Tg/an. Le GIEC estime que
via l’augmentation de l’aérosol sulfaté dans l’atmosphère, les émissions anthropiques de SO 2 seraient responsables d’un forçage radiatif de −0,4 W/m
2 ,
soit un forçage de signe opposé mais représentant près du tiers du forçage radiatif lié à l’augmentation du CO 2 dans l’atmosphère (+1,2 W/m
2 ). Comme
souligné précédemment, la comparaison de ces deux valeurs n’a qu’une signification très limitée, le forçage de l’aérosol pouvant par exemple être beaucoup
plus important au-dessus des régions fortement anthropisées de l’hémisphère
nord. De plus, l’évolution temporelle des émissions anthropiques de SO 2 varie beaucoup d’un continent à l’autre, les émissions ont atteint un maximum
dans les années 1980 en Europe de l’Ouest et aux USA, tandis qu’une accélération de leur croissance est en cours en Inde par exemple. Le cycle du soufre
dans l’atmosphère fait par ailleurs intervenir deux sources naturelles majeures,
l’activité volcanique et les émissions biogéniques marines de DMS. Un aspect
important de ces dernières tient à leur possible réponse aux conditions climatiques, une hypothèse émise par Charlson, Lovelock, Andreae et Warren, les
quatre auteurs d’une publication fameuse dans Nature datant de 1987, selon
laquelle les émissions du DMS produit par le plancton marin pourraient agir
comme régulateur climatique (Fig. 1.15). Une réponse de la biosphère marine
(modification de la productivité primaire, de la spéciation du phytoplancton,
de la stratification des couches océaniques de surface, du régime des vents...)
au changement climatique actuel est ainsi possible. Son signe et son ampleur
restent incertains mais certains modèles océan-atmosphère incluant un module
biologique océanique couplant soufre et carbone suggèrent qu’une augmentation de 40 % des émissions de DMS pourrait concerner la zone des 40
◦ S en
réponse à un doublement des teneurs en CO 2 et au changement climatique
associé (Bopp et al., 2001).