Dossier : Climat  
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Le niveau marin depuis 20 000 ans enregistré par les coraux


Extrait de la Lettre n°5 du Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)

 

 

 

 

 

 









Récif corallien










1a - La montée du niveau marin lors de la dernière déglaciation déduite de l'analyse de carottages réalisés dans les récifs coralliens de Tahiti (triangles rouges) et de La Barbade (carrés bleus).


1b - La courbe continue représente les variations du d18O mesuré dans la glace du forage GRIP au Groenland (Johnsen et al. 1992).

 


La fonte des calottes continentales lors de la dernière déglaciation a entraîné une formidable remontée du niveau marin global d'environ 120 mètres. La chronologie précise de cette période tourmentée est d'importance capitale pour comprendre la dynamique du climat et les interactions complexes du système couplé océan-atmosphère-cryosphère. Les coraux donnent accès à cett information de façon particulièrement précise.

Entre l'époque glaciaire qui régnait il y a 20 000 ans et le climat chaud qui règne actuellement, de nombreux paramètres climatiques et océanographiques ont subi des variations de premier ordre : changements du contraste saisonnier de l'insolation, réchauffement global de l'ordre de 5°C, augmentation d'environ 40% des teneurs atmosphériques des gaz à effet de serre (CO2 et CH4), diminution drastique de la turbidité de l'atmosphère, réorganisation de la circulation thermohaline de l'océan global ..., et une chronologie précise de la montée du niveau marin, conséquence de la déglaciation, est d'importance capitale pour comprendre toute cette dynamique.

Les coraux
Les coraux qui construisent les récifs et les atolls donnent accès à une information particulièrement précise sur l'évolution du niveau de la mer. Des forages permettent de prélever des coraux fossiles qui ont vécu pendant les différentes phases de la dernière déglaciation. Au laboratoire, il est ensuite possible de les dater et de reconstruire une courbe du niveau marin grâce à des méthodes radiochronologiques extrêmement précises faisant appel à la spectrométrie de masse (230Th/234U par thermo-ionisation et 14C par accélérateur Tandetron). Afin de s'affranchir des différences liées au contexte tectonique local, il est nécessaire de dupliquer ce type d'étude pour des récifs coralliens situés dans des bassins océaniques éloignés les uns des autres.

L'enregistrement de Tahiti
Après avoir étudié le récif de l'île de La Barbade dans les Caraïbes une équipe française vient maintenant de reconstruire une nouvelle courbe de niveau marin pour l'île de Tahiti en Polynésie (figure 1a). L'enregistrement de Tahiti constitue maintenant la courbe continue la plus longue et la plus détaillée en ce qui concerne le Pacifique. Par ailleurs, cet enregistrement présente l'avantage d'avoir été obtenu dans une région tectoniquement stable, par opposition à d'autres études américaines et australiennes réalisées en Nouvelle-Guinée et situées dans une zone de subduction active .La débacle
Un des résultats majeurs des recherches françaises est la datation entre 13 800 et 14 200 ans BP (Before Present) d'une période de débâcle glaciaire (notée MWP-1a = melt water pulse 1a sur la figure 1a). Cet événement climatique de première importance correspond à une hausse rapide du niveau marin à un taux moyen de l'ordre de 4 à 5 mètres par siècle pendant 400 ans (équivalent à une fonte annuelle d'environ 16 000 km3 de glace continentale).
Sur le terrain, le récif de Tahiti se caractérise par la présence d'un hiatus stratigraphique à environ 85 mètres au dessous du niveau marin actuel. Les coraux situés juste au dessus du hiatus sont âgés de 13 800 ans B.P. et sont exactement contemporains de coraux étudiés au dessus d'un hiatus analogue mis en évidence au large de La Barbade. Le synchronisme des deux ruptures stratigraphiques n'est pas accidentel et a pu être relié à la chronologie des changements du niveau de la mer. Un modèle numérique de croissance récifal a ainsi permis de démontrer que le hiatus est causé par la remontée brutale des eaux pendant l'évènement MWP-1a de 14 000 ans BP.

Les conséquences
Un tel événement climatique a forcément eu un impact sensible sur le climat global et en particulier sur la convection océanique qui a du être fortement perturbée par cette injection massive d'eau douce, essentiellement dans l'Atlantique. Ceci a été confirmé par l'équipe de modélisation du climat de l'Université de Princeton (GFDL) qui a en outre montré que l'océan et l'atmosphère oscillaient après l'injection massive d'eau de fonte (Manabe and Stouffer, 1995). Ces oscillations de forte amplitude qui suivent la période de débâcle intéressent à la fois la circulation thermohaline globale et le climat qui règne au dessus de l'Atlantique Nord et des continents environnant ce bassin océanique.

Comparaison avec l'enregistrement par les glaces
Il est intéressant de comparer l'histoire du niveau marin avec l'enregistrement des paléotempératures isotopiques mesurées sur la glace du Groenland (forage GRIP). Comme le montre la figure 1B, le réchauffement au Groenland a eu lieu vers 15 000 ans BP mais on remarque de nombreuses "oscillations" après 14 000 ans BP. Ces fluctuations climatiques précèdent l'entrée dans la période actuelle, relativement chaude et stable, à partir de 10 000 ans BP. Il est possible que l'évènement de débâcle glaciaire MWP-1A ait été à l'origine du déclenchement de ces fluctuations climatiques transitoires comme le suggère la simulation numérique du modèle du GFDL représentant le système complexe océan-atmosphère.

Ces études sont réalisées dans le cadre du programme PNRCO (Programme National sur les Récifs COraliens), et soutenues financièrement par l'INSU et l'ORSTOM.


Contact :
Edouard Bard
CEREGE URA CNRS 132
Université d'Aix -Marseille
BP 80
13545 Aix-en-Provence Cedex 4



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