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Paléoclimatologie …et plus si le temps
Jérôme Nomade
Préparation Agreg SVT, UJF, 2007-2008
2
Paléoclimatologie… et perspectives futuresPaléoclimatologie… et perspectives futures
IntroductionIntroduction
Partie 1- Les outils et méthodesPartie 1- Les outils et méthodes1-Les archives historiques1-Les archives historiques2-Les archives « géologiques »2-Les archives « géologiques »3-Les archives biologiques3-Les archives biologiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
Partie 2- L’histoire paléoclimatiques de la TerrePartie 2- L’histoire paléoclimatiques de la Terre1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des derniers 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des derniers 2.5Ma4-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique
Partie 3- Les moteurs des glaciations et de changement climatiquesPartie 3- Les moteurs des glaciations et de changement climatiques1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?3-Les autres forcages3-Les autres forcages
ConclusionConclusion
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IntroductionIntroduction
Pourquoi étudier les paléoclimats ?Pourquoi étudier les paléoclimats ?
- Parce que l’on n’a pas beaucoup de mesure !- Parce que l’on n’a pas beaucoup de mesure !
-Pour la connaissancePour la connaissance
« Plus les hommes seront éclairés plus ils seront libres » Voltaire« Plus les hommes seront éclairés plus ils seront libres » Voltaire
-Pour la connaissance des climats futursPour la connaissance des climats futurs
Dans le cadre de la prédiction de l’évolution du climat pour les décennies ou Dans le cadre de la prédiction de l’évolution du climat pour les décennies ou les siècles à venir, les modèles utilisés sont « testés » sur des données les siècles à venir, les modèles utilisés sont « testés » sur des données
paléoclimatiquespaléoclimatiques
L’amélioration des bases de données…..L’amélioration des bases de données…..
Toutefois toutes les reconstitutions (de températures, de pluviosité, Toutefois toutes les reconstitutions (de températures, de pluviosité, d’environnement, de flux sédimentaires) ne participent pas à ce « pool » d’environnement, de flux sédimentaires) ne participent pas à ce « pool »
utilisé par les modélisateursutilisé par les modélisateurs
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IntroductionIntroduction
5
IntroductionIntroduction
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IntroductionIntroduction
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IntroductionIntroduction
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Paléoclimatologie… et perspectives futures
Introduction
Partie 1- Les outils et méthodes1-Les archives historiques2-Les archives « géologiques »3-Les archives biologiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques4-Les archives sédimentologiques5-Les archives glaciaires
Partie 2- Les moteurs des glaciations1-Les paramètres forçant et leurs influences2-Un contrôle tectonique des climats ?3- Les autres forçages
Partie 3- L’histoire paléoclimatiques de la Terre1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier
2.5Ma4-L’enregistrement du DMG5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique
Conclusion
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Partie 1Partie 1 Les archivesLes archives
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Partie 1Partie 1 1-Les archives historiques1-Les archives historiques
La Belgique vue par Bruegel, 1630
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Partie 1Partie 1 1-Les archives historiques1-Les archives historiques
Chamouni et le glacier des Chamouni et le glacier des BoisBoisJean Dubois, 1820 Jean Dubois, 1820 (In Reynaud, 2004)(In Reynaud, 2004)
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Partie 1Partie 1 1-Les archives historiques1-Les archives historiques
Vallot, 1920Vallot, 1920 Juillet 2003Juillet 2003
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Partie 1Partie 1 1-Les archives historiques1-Les archives historiques ClaridenClariden
Saint SorlinSaint SorlinHintereisfermerHintereisfermer
SarennesSarennes
19101910 19501950 19801980 20032003
Vincent et al., 2003Vincent et al., 2003
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Partie 1 1-Les archives historiques
15
Partie 1 1-Les archives historiques
Les lacs (donc les pluies) abondaient dans le Sahara vers 22 000 BP, puis entre 12 000 à 9 000 BP, avant de disparaître vers 7 000 BP. Le dernier de ces lacs, le lac Tchad, enregistre une dernière période humide il y a 2 000 ans.
Les gravures rupestres du Tassili ou du Tibesti (5500 à 4300 Les gravures rupestres du Tassili ou du Tibesti (5500 à 4300 BP) décrivent une faune de zone humide, peinte par des BP) décrivent une faune de zone humide, peinte par des peuples chasseurs, pêcheurs et pasteurspeuples chasseurs, pêcheurs et pasteurs.
16Paroi gauche de la grande salle des TaureauxParoi gauche de la grande salle des Taureaux
Peintures rupestres de la Grotte de Lascaux –15 000 ans av.J.C. Peintures rupestres de la Grotte de Lascaux –15 000 ans av.J.C.
Partie 1Partie 1 1-Les archives historiques1-Les archives historiques
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » ss2-Les archives « géologiques » ss
Des indices d’une glaciation massive dans des roches de 600 MaDes indices d’une glaciation massive dans des roches de 600 Ma
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » ss2-Les archives « géologiques » ss
Chenaux d’érosion sous-glaciaire en Mauritanie (terrain ordovicien)Chenaux d’érosion sous-glaciaire en Mauritanie (terrain ordovicien)
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Gros caillou de Lyon Gros caillou de Lyon (quartzite triasique (quartzite triasique métamorphique)métamorphique)
Stries glaciairesStries glaciairesVallée de Vicdessos Vallée de Vicdessos
(Ariège)(Ariège)-18 000 ans-18 000 ans
Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » glaciaires2-Les archives « géologiques » glaciaires
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » glaciaires2-Les archives « géologiques » glaciaires
Un affleurement quaternaire de Un affleurement quaternaire de Maurienne (73)Maurienne (73)
La Mer de GlaceLa Mer de Glaceet ses moraines PAGet ses moraines PAG
(Chamonix, 74)(Chamonix, 74)
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques »2-Les archives « géologiques »
Un exemple:Un exemple:La vallée de ChamonixLa vallée de ChamonixIl y a 12000 ans.Il y a 12000 ans.
S. CouterrandS. Couterrand
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » glaciaires2-Les archives « géologiques » glaciaires
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » glaciaires2-Les archives « géologiques » glaciaires
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » glaciaires2-Les archives « géologiques » glaciaires
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Partie 1Partie 1 2-Les archives « géologiques » (parenthèse 14C)2-Les archives « géologiques » (parenthèse 14C)
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Partie 1Partie 1 2-Les archives 2-Les archives
« géologiques » paléontologique« géologiques » paléontologique
13C/12C stress hydrique
? salinité croissante ?-29 -28 -27 -26 -25 -24 13C (‰)
Eretmophyllumandegavense
Angiosperme 2
Cycas
Brachyphyllum
Geinitzia
Conifère
Angiosperme 1
Frenelopsisalata
Cas des flores duCénomanien d’Anjou
3mm
30m
1cm
Eretmophyllum andegavense
Frenelopsis alata
27
Partie 1 3-Les archives biologiques
Les associations de pollens contenus dans les dépôts récents permettent de reconstituer la nature et l’évolution des écosystèmes, et donc du climat.
28
29
Partie 1Partie 1 3-Les archives biologiques3-Les archives biologiques
Un exemple de reconstitution deUn exemple de reconstitution deTempératureTempérature
30
Partie 1Partie 1 3-Les archives biologiques3-Les archives biologiques
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Partie 1Partie 1 3-Les archives biologiques3-Les archives biologiques
32
Les Foraminifères:
Il s'agit d'unicellulaires hétérotrophes (constituant donc une des composantes du zooplancton), qui sécrètent un squelette (ou test). -ils sont très utilisés comme outil de datation et de corrélation stratigraphique et chronologique (chronostratigraphie) des sédiments. -ils enregistrent la composition isotopique en oxygène et en carbone de leur environnement immédiat.
Les Foraminifères sont par conséquent des paléo-thermomètres potentiels. En outre, si l'on connaît leur mode de vie [benthiques (sur le fond) ou planctoniques (dans la tranche d'eau)], ou à défaut celui de leurs descendants actuels, supposé identique], on peu reconstituer les températures des masses d'eau océaniques et leur variations au cours du temps.
Partie 1Partie 1 3-Les archives biologiques3-Les archives biologiques
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Les foraminifères benthiques et la chimie des eaux profondes de l’océan au cours des 7 derniers cycles climatiques
Partie 1Partie 1 3-Les archives biologiques3-Les archives biologiques
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Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
1818O (99.759%), O (99.759%), 1717O (0.037%) et O (0.037%) et 1616O (0.204%)O (0.204%)
-1616O s'évapore préférentiellement dans l'atmosphère et O s'évapore préférentiellement dans l'atmosphère et 1818O précipite O précipite préférentiellement car il est plus lourd.préférentiellement car il est plus lourd.
-Lors de la fixation biologique ou de changements de phases, l’isotope Lors de la fixation biologique ou de changements de phases, l’isotope léger de l’Oxygène (16O) est utilisé de préférence. léger de l’Oxygène (16O) est utilisé de préférence.
[[1818O/ O/ 1616O]O]échantillonéchantillon - [ - [1818O/ O/ 1616O]O]standardstandard
1818O = 1000 x --------------------------------------------O = 1000 x -------------------------------------------- [[1818O/ O/ 1616O] O] standardstandard
On définit dOn définit d1818O tel que:O tel que:
-Les variations isotopiques sont exprimées par rapport à des Les variations isotopiques sont exprimées par rapport à des standardsstandards
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Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
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Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
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Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
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∂∂1818O = 10O = 1033 (( ((1818O/O/16160)échantillon / (0)échantillon / (1818O/O/16160)SMOW – 1)0)SMOW – 1)
∂∂1818O SMOW = 1.031 ∂O SMOW = 1.031 ∂1818O PDB + 30.86O PDB + 30.86
Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
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Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
La composition actuelle de l’eau de merLa composition actuelle de l’eau de mer
40
La situation il y a 20 000 ans au dernier maximum glaciaireLa situation il y a 20 000 ans au dernier maximum glaciaire
Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
41
Partie 1Partie 1 Parenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques
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Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques
43
Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques
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Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques : las argiles4-Les archives sédimentologiques : las argiles
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Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques
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Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques
47
Partie 1Partie 1 4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques
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Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
49
Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
Berkner Island
Byrd
Siple Dome
Taylor Dome
Talos Dome
Law Dome
Dome C
Vostok
Mer de Weddell
Mer de Ross
50
Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
51
Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
52
Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
53
L’enregistrement du climat dans la glace
LOCALLOCAL
Gaz: 15N de N2
(isotopes de l’air)
Teneur en air dans les bulles
GLOBALGLOBAL
Gaz: CO2, CH4, N2O
Mesure dans les bulles d’air
REGIONALREGIONAL
Température (D, 18O: isotopes de l’eau)
Mesure de la glace
Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
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Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
a. Schéma de la structure d’un névé. b. Fractionnements isotopiques décrits par la répartition en profondeur de δ15N, δ18O et de δ40Ar dans l’air du névé de Dôme C [Landais et al., 2006].
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Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
Profils de CH4 pour plusieurs forages glaciaires. Sont représentées, en noir, la courbe de CH4 mesurée à Vostok sur l’échelle d’age GT4 [Petit et al., 1999 ; Delmotte et al., 2004], en bleu, la courbe de CH4 mesurée à Dôme C sur l’échelle d’âge EDC3 [EPICA community members, 2004 ; Parrenin et al., 2007] et en rouge, la courbe de CH4 mesurée à GISP2 sur l’échelle d’âge de Brook et al. [1996]
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Partie 1Partie 1 5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
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Partie 1 Des synthèses ?
58
Partie 1 Des synthèses ?
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Paléoclimatologie… et perspectives futuresPaléoclimatologie… et perspectives futures
IntroductionIntroduction
Partie 1- Les outils et méthodesPartie 1- Les outils et méthodes1-Les archives historiques1-Les archives historiques2-Les archives « géologiques »2-Les archives « géologiques »3-Les archives biologiques3-Les archives biologiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
Partie 2- L’histoire paléoclimatiques de la TerrePartie 2- L’histoire paléoclimatiques de la Terre1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier
2.5Ma2.5Ma4-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique
Partie 3- Les moteurs des glaciationsPartie 3- Les moteurs des glaciations1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?3- Les autres forçages3- Les autres forçages
ConclusionConclusion
60
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
61
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
Les continents pris par les glaces depuis 2.3 GaLes continents pris par les glaces depuis 2.3 Ga
62
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
63
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
64
1
2
Autour de 750 Ma, Sturtienne
Autour de 600 Ma,Varangienne
GE Williams (1975), forte obliquité (>60°) = pôles + chaud que l’équateur
J. Kirschvink (1992), P. Hoffman (1998), théorie de la Snowball Earth = Terre totalement englacée (rôle des gaz à effets de serre, pas de variation d’obliquité)
Cap Carbonates à texture inhabituelle13C des carbonates marins = -5 %o
Dépôts de fer rubanés
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
Deux phases de glaciations caractérisées par des dépôts glaciaires formés à des latitudes tropicales et à basses altitudes
65
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
66
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
67
1 - Forçage orbital
2 - Forçage géochimique
Études pratiquement inexistantes
Inconsistant avec la répartition des dépôts glaciaires
Mise en place de surface basaltique
Fragmentation du supercontinent
‘Rodinia’
Mécanismes à tester
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
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Dégazage du manteau
CarbonatesC
réduit
Océan-AtmosphèreSubduction
altération
Manteau
Cycle du carbone
Recyclage
dépôts
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CaSiO3 + 2H2CO3 Ca2+ + 2HCO3- + SiO2 +H2O
Dissolution des silicates continentaux:
Précipitations des carbonates
Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2CO3
Bilan altération des silicates:
CaSiO3 + 2H2CO3CaCO3 + H2CO3
Walker, Hays et Kasting, 1981
A des échelles temporelles de variations > 200 ka, variations de la teneur en carbone atmosphérique dépend uniquement de la source: le volcanisme et du puit: l’érosion des silicates
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
70
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
71
1 - Mise en place d’une surface
basaltique de 6.2 M de km2 à 780 Ma avec un CO2
de 280 ppm
2 - Dérive vers le Sud à raison de 2 cm/a puis 8 cm/a
après 750 Ma (ouverture du
Proto-Pacifique)
3 - 145 ppm consommés
(1.8x DpCO2 Modern-LGM)
4 – 50 Ma après les traps > SBE
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
72
Les glaciations PrécambrienneLes glaciations Précambrienne
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
Cf. la semaine prochaine…
73
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
Histoire des climats entre 540 et 30 Ma :Histoire des climats entre 540 et 30 Ma :Climats et supercontinentsClimats et supercontinents
Une période tempérée/douce interrompue par deux phases glaciaires :Une période tempérée/douce interrompue par deux phases glaciaires :à l’Ordovicien (450 Ma) et au Permo-Carbonifère (300 Ma).à l’Ordovicien (450 Ma) et au Permo-Carbonifère (300 Ma).
74
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
La glaciation Permo-CarbonifèreLa glaciation Permo-Carbonifère(Trompette, 2003)(Trompette, 2003)
75
367 363 350 333 317 303 290 282 255 245 241 235
Rapport 87Sr/86Sr0.7090.7080.707
0.7090.7080.707
Plantesterrestres
Plantes à graines
TRIASPERMIENCARBONIFEREDEVONIENsupérieur
Fra
snie
n
Fa
mm
eni
en
Tou
rna
isie
n
Vis
éen
Na
mu
rien
Wes
tph
alie
n
Sté
ph
anie
n
Ass
élie
n
Sa
kma
rien
Art
insk
ien
Kin
gur
ien
Ka
zani
en
Tata
rien
infé
rie
ur
mo
yen
sup
érie
ur
Proportion d’oxygène dans l’atmosphère
Niveau marin+
-
3530252015
nombred’espèces 100
200
? ?
Orogenèse hercynienneOrogenèseacadienne
Kel
lwa
sser Dépôts glaciaires
Séd
imen
tatio
nca
rbo
naté
ea
uco
urs
duD
évo
nie
n
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
La glaciation Permo-CarbonifèreLa glaciation Permo-Carbonifère
76
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
La glaciation Permo-CarbonifèreLa glaciation Permo-Carbonifère
77
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation1-De -4.Ga à la dernière Glaciation
La glaciation fini-ordovicienneLa glaciation fini-ordovicienne
78
l'ère glaciaire l'ère glaciaire actuelle, qui a actuelle, qui a débuté sur le débuté sur le
continent continent antarctique il y a 30 antarctique il y a 30
ou 40 Ma.ou 40 Ma.
la « permo-la « permo-carbonifère », de -carbonifère », de -
350 à -250 Ma350 à -250 Ma
l' « ordovicienne », l' « ordovicienne », sup autour de -450 sup autour de -450
MaMa
les glaciations les glaciations Néoprotérozoique, Néoprotérozoique, de -800 à -550 Made -800 à -550 Ma
la glaciation la glaciation Huronienne, de -2.7 Huronienne, de -2.7 à -2.1 Ga ? (milliards à -2.1 Ga ? (milliards
d'années)d'années)
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation… conclusion1-De -4.Ga à la dernière Glaciation… conclusion
Refroidissement du passageJurassique/Crétacé
79
Partie 2Partie 2 1-De -4.Ga à la dernière Glaciation… conclusion1-De -4.Ga à la dernière Glaciation… conclusion
80
Partie 2Partie 22-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation
81
Partie 2Partie 22-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation
Température des océans et GéodynamiqueTempérature des océans et Géodynamique(trompette, 2003)(trompette, 2003)
82
Vers 40 Ma, l’instal-lation du courant d’W circum-polaire refroi-dit Vers 40 Ma, l’instal-lation du courant d’W circum-polaire refroi-dit des eaux profondes du Pacifique, et la zone subantarctique.des eaux profondes du Pacifique, et la zone subantarctique.
Partie 2Partie 22-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation
83
Partie 2Partie 22-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation
84
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
La périodicité glaciaire-interglaciaire depuis 3.5 MaLa périodicité glaciaire-interglaciaire depuis 3.5 Ma
85
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
86
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
Berkner Island
Byrd
Siple Dome
Taylor Dome
Talos Dome
Law Dome
Dome C
Vostok
Mer de Weddell
Mer de Ross
87
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
88
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
La stratigraphie continentale du début du 20ème siècle comptait 6 épisodes glaciairesLa stratigraphie continentale du début du 20ème siècle comptait 6 épisodes glaciaires
Elle était fondée sur l’âge de terrasses alluviales d’affluents du DanubeElle était fondée sur l’âge de terrasses alluviales d’affluents du Danube
Biber…….> 2 MaBiber…….> 2 MaDonau……2 MaDonau……2 Ma
Gunz……1.2 Ma à 750 kaGunz……1.2 Ma à 750 kaMindel……650 à 350 kaMindel……650 à 350 ka
Riss ……300 à 140 kaRiss ……300 à 140 kaWurm ……60 à 20 kaWurm ……60 à 20 ka
Obsolète parce que régional…les glaciations quaternaires ont un caractère globalObsolète parce que régional…les glaciations quaternaires ont un caractère global
89
La preuve : le signal isotopique dans les glaces et les océansLa preuve : le signal isotopique dans les glaces et les océans
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
90Masson et al., Nature 2004Masson et al., Nature 2004
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
91
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
Petit et al., NaturePetit et al., Nature
92
Des oscillations millénaires : les insterstades Dansgaard-OeschgerDes oscillations millénaires : les insterstades Dansgaard-Oeschger
20 interstades glaciaires au cours de la dernière période glaciaire20 interstades glaciaires au cours de la dernière période glaciaire
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
93
Partie 2Partie 23-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma
94
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
Coutterand, 2003Coutterand, 2003
95
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
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Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
Guiter et al., 2005Guiter et al., 2005
97
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
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Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
L’Europe du Nord au Dernier Maximum GlaciaireL’Europe du Nord au Dernier Maximum Glaciaire
99
L’hémisphère Nord au Dernier Maximum GlaciaireL’hémisphère Nord au Dernier Maximum Glaciaire
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
Berger, 1992Berger, 1992
100
L’hémisphère Nord au Dernier Maximum GlaciaireL’hémisphère Nord au Dernier Maximum Glaciaire
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
101
Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
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Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
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Partie 2Partie 24-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG
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Des surprises climatiques synchrone! Avec des climats qui évoluent Des surprises climatiques synchrone! Avec des climats qui évoluent différemment…..différemment…..
00080006000400020 02100001 0004100
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Evolution du Evolution du 1818O des précipitations à GRIP O des précipitations à GRIP (Groenland) et à Ammersee (Allemagne)(Groenland) et à Ammersee (Allemagne)
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
105
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
106
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
107
Les décharges d’eau de fonte et d’eau douce bloquent-elles la circulation thermohaline ?
1 – avant 13 BP, le front polaire est trop méridional :la circulation thermohaline n’existe pas au tardiglaciaire
2 – Les eaux de fonte abaissent la salinité et bloquent la circulation thermohaline : début du Dryas
3 – L’absence de Gulf Stream conduit au développement de la calotte glaciaire
4 – La circulation thermohaline reprend, le Gulf Stream aussi : début de l’Holocène.
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
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Effondrement d’une calotte résiduelle :
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
109
Les températures du dernier millénaire…
Partie 2Partie 25-L’Holocène : stabilité et surprises climatique5-L’Holocène : stabilité et surprises climatique
110
Paléoclimatologie…Paléoclimatologie…IntroductionIntroduction
Partie 1- Les outils et méthodesPartie 1- Les outils et méthodes1-Les archives historiques1-Les archives historiques2-Les archives « géologiques »2-Les archives « géologiques »3-Les archives biologiques3-Les archives biologiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiquesParenthèse méthodologique : Les outils isotopiques4-Les archives sédimentologiques4-Les archives sédimentologiques5-Les archives glaciaires5-Les archives glaciaires
Partie 2- L’histoire paléoclimatiques de la TerrePartie 2- L’histoire paléoclimatiques de la Terre1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation1-De -4.5 Ga à la dernière Glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation2-L’entré dans la dernière glaciation3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma3-Les cycles glaciaires et interglaciaires des dernier 2.5Ma4-L’enregistrement du DMG4-L’enregistrement du DMG5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique5-L’Holocène : stabilité et surprise climatique
Partie 3- Les moteurs des glaciations et des changements Partie 3- Les moteurs des glaciations et des changements climatiquesclimatiques
1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?3- Les autres forçages3- Les autres forçages
111
Partie 3Partie 3 1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences
112
Partie 3Partie 3 1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences
Trompette, 2003Trompette, 2003
113
Partie 3Partie 3 1-Les paramètres forçant et leurs influences1-Les paramètres forçant et leurs influences
114
Partie 3Partie 3 2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?
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Partie 3Partie 3 2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?
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Partie 3Partie 3 2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?
CaAlCaAl22SiSi22OO88 + 3H + 3H22O + 2COO + 2CO22 <------> Al <------> Al22SiSi22OO55(OH)(OH)44 (kaolinite) +Ca (kaolinite) +Ca2+2+ + 2HCO + 2HCO3-3-
CaCa2+2+ + 2 HCO + 2 HCO3-3-<------> CO<------> CO22 + H + H22O + CaCOO + CaCO33
l'altération d'une mole d'anorthite a pompé une mole de COl'altération d'une mole d'anorthite a pompé une mole de CO22 dans l'atmosphère. dans l'atmosphère.
CaAl2Si2O8= Plagioclase calciqueCaAl2Si2O8= Plagioclase calcique
Himalaya : 10 km d'épaisseur, et ce sur les 2000 km de long et les 100 km de largeHimalaya : 10 km d'épaisseur, et ce sur les 2000 km de long et les 100 km de large
117
Partie 3Partie 3 2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?
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Partie 3Partie 3 2-Un contrôle tectonique des climats ?2-Un contrôle tectonique des climats ?
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Partie 3Partie 3 3- Les autres forçages3- Les autres forçages
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Partie 3Partie 3 3- Les autres forçages3- Les autres forçages
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Partie 3Partie 3 3- Les autres forçages3- Les autres forçages
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Partie 3Partie 3 3- Les autres forçages3- Les autres forçages
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Partie 3Partie 3 3- Les autres forçages3- Les autres forçages
00080006000400020 02100001 0004100
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Partie 3Partie 3ConclusionConclusion
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ATTENTION: la variation des paramètres orbitaux = cyclicité et non pas forçage !
-Les modifications globales des paramètres orbitaux ? (cf. Precambrien)
-Les poussières galactiques ?
-L’équilibre insolation/CO2 et donc la tectonique
-La position des continents et donc la tectonique (circulation, rétroaction….)
-La Vie sur terre ?
Partie 3Partie 3ConclusionConclusion