Les spores et grains de pollen sont disséminés par les plantes et se conservent durant des centaines de milliers d’années quand ils sont enfouis dans les sédiments de milieux humides (lacs, tourbières, océan ...), archivant de cette manière les états successifs de la végétation environnante. La palynologie, une science vieille seulement d’un siècle, permet d’identifier à partir de la forme des grains les plantes (ou taxon) qui émettent le pollen et, par là, de reconstituer le paysage végétal correspondant. Cette reconstitution nécessite de connaître la relation entre les types de végétation et leurs production de pollen ainsi que la dispersion de ce dernier. Cette question fait l’objet de nombreuses études.

Le palynologue mesure l’abondance des différents taxons identifiés dans chaque niveau du sédiment et établit ainsi un “assemblage” ou encore “spectre” pollinique à chaque étape du passé. Ce sont les fluctuations de ces assemblages le long d’un profil sédimentaire, représentées sous forme d’un diagramme pollinique, qui sont utilisées pour reconstituer l’histoire de la végétation à proximité du site de prélèvement. Des techniques statistiques appropriées, appelées fonctions de transfert, permettent d’en déduire l’histoire du climat.

La grande variété de données polliniques permet de travailler dans deux directions. La première est une approche temporelle. Des séquences polliniques longues de plusieurs centaines de milliers d’années existent sur plusieurs continents mais surtout en Europe. Les changements du climat qu’ils mettent en évidence se corrèlent très bien avec les séquences marines et les fluctuations de l’insolation, principal moteur des changements climatiques à l’échelle du Quaternaire. Elles permettent de comprendre l’effet des grands boulversements climatiques planétaires sur les écosystèmes végétaux qui constituent notre environnement le plus proche. La seconde est une approche spatiale. Deux périodes extrêmes sont étudiées plus particulièrement. La période chaude du milieu de l’Holocène (il y a 6 000 ans) et le dernier maximum glaciaire (il y a 21 000 ans). Le programme international Biome 6 000 s’est donné pour objectif de reconstruire de manière quantitative la végétation du globe pour ces deux périodes et de servir de base de vérification des modèles climatiques (programme Pmip). En effet ces modèles ne seront capables de prédire de manière robuste les changements climatiques importants à l’horizon du 21ième siècle que s’ils sont capables d’opérer pour des périodes anciennes très différentes de l’actuelle. L’utilisation conjointe des données polliniques du passé et des modèles permettent donc de diagnostiquer les faiblesses de ces modèles et de mieux comprendre les mécanismes des grands changements climatiques.

La figure de la répartition du paramètre bioclimatique “degrés-jours au-dessus de 5°C” qui représente en fait la température de la saison de croissance pour la végétation a été reconstituée quantitativement à partir de données polliniques et de données lacustres. Elle montre que la période du milieu de l’Holocène (il y a 6 000 ans) réputée chaude ne l’était pas pour la région méditerranéenne alors que l’énergie solaire disponible pour cette saison était accrue. C’est d’ailleurs en conformité avec la paléocéanographie qui montre également un refroidissement des eaux de surface de la Méditerranée. Seule la comparaison de ces résultats avec les simulations des modèles climatiques ainsi que la mise en œuvre de tests de sensibilité permettent de comprendre les mécanismes de la circulation atmosphérique responsables d’une telle situation.