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Changements climatiques récents (-700 000 ans)

 

 

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L’étude des pollens

A l’échelle du globe, les grandes zones de végétation tendent à se disposer parallèlement aux grandes zones climatiques dans de vastes écosystèmes appelés biomes. Les forêts de conifères se situent plutôt dans des zones relativement froides alors que les forêts de feuillus se développent plutôt dans les zones tempérées. L’étude des pollens (palynologie) contenus dans les carottes sédimentaires de milieux humides permet de reconstituer les zones de végétation passées en fonction des exigences climatiques propres aux espèces.

Chaque espèce végétale est caractérisée par son pollen (taille, forme, aspect…). La paroi résistante du grain de pollen peut le protéger durant des milliers d’années s’il est enfoui dans des sédiments de milieux humides. Le dénombrement et l’identification des pollens permettent de reconstituer le spectre pollinique d’un biome. Celui-ci caractérise une population végétale et ainsi son environnement climatique à un moment donné dans un lieu donné. Les exigences écologiques strictes de certaines espèces permettent même parfois de reconstituer les températures et pluviométries moyennes annuelles.


L’étude des glaces

Aujourd’hui, les glaciologues arrivent à reconstituer les paléotempératures en étudiant la composition isotopique des glaces.
La molécule d'eau est composée d'un atome d'oxygène associée à deux atomes d'hydrogène. L'oxygène est un mélange de trois isotopes naturels: 16O (99,76%), 17O (0.04%) et 18O (0.20%). Dans le cycle de l’eau, l’isotope lourd 18O se déplace plus difficilement que l’isotope léger 16O. Il s’évapore moins facilement à l’équateur et tombe fréquemment avec les précipitations qui rythment le voyage de l’eau jusqu’aux pôles. Les calottes polaires sont donc plus pauvres en isotope lourd que les océans, et ce d’autant plus que le climat est froid.
Ainsi, pour les glaciologues, une glace pauvre en 18O provient d’une époque de climat froid alors qu’une glace moins pauvre en 18O provient d’une époque de climat chaud.

Parallèlement, l’étude des glaces a permis d’analyser la teneur en dioxyde de carbone des bulles d’air contenues dans la glace. Les scientifiques ont ainsi pu déceler un lien entre cette variable et l’évolution des températures au cours du temps.


L’étude des sédiments marins

Les organismes marins élaborent leurs coquilles à partir des éléments chimiques contenus dans l’eau de mer, dont l’oxygène. Le rapport isotopique de l’oxygène constituant ces coquilles retrouvées dans les sédiments marins permet de retracer l’histoire climatique de notre planète. En effet, l’évolution du rapport isotopique 18O/16O dans l’eau évolue au rythme inverse de celui des calottes glaciaires. Un océan, et donc des sédiments, riche en 18O implique des calottes glaciaires pauvres en 18O et un climat froid.


Résultats croisés

Grâce à ces différents terrains d’études dont les résultats concordent parfaitement, les scientifiques ont démontré que les variations climatiques présentent des alternances de périodes glaciaires et interglaciaires selon un cycle d’environ 100 000 ans. Ils ont également démontré que les concentrations atmosphériques de CO2 ont évolué parallèlement aux températures, prouvant le lien qui existe entre ces deux facteurs.





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