Dossier : Climat   
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Les changements climatiques rapides de la dernière période glaciaire et leur impact sur le sud-ouest de l'Europe
Extrait de la Lettre n°15 Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)


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Deux carottes, l'une provenant de la mer d'Alboran et l'autre de la marge sud du Portugal, ont été prélevées dans le cadre du programme IMAGES. Leur analyse pollinique permet de retracer l'évolution de la végétation lors de ces changements climatiques.


   

L'étude des archives marines et glaciaires a récemment montré que la dernière période glaciaire (74 000 -10 000 années BP) était caractérisée par une forte variabilité clima tique. Selon une fréquence d'ordre millénaire, c'est une quarantaine de phases climatiques qui a été décelée dans les températures de l'atmosphère du Groenland et dans les températures des eaux de surface océaniques. Chacune de ces phases climatiques a duré entre 500 et 2 000 ans. Sur le Groenland, on assiste à un changement de température de l'ordre de 10°C en probablement moins d'un siècle. Ces phases froides (stades) et tempérées (interstades) ont été appelées cycles de Dansgaard-Oeschger (D/O). A certains de ces stades sont associés des «événements de Heinrich» correspondant à des débâcles d'armadas d'icebergs dans l'Atlantique Nord. Jusqu. très récemment, nous disposions de peu d'information sur l'impact de ces changements climatiques sur la biosphère continentale et, en particulier, sur le continent européen.




Changements climatiques à l'échelle du millénaire, leur impact sur l'environnement terrestre
Plusieurs séquences polliniques du sud de l'Europe montrent au cours de la dernière période glaciaire des alternances de périodes forestières et de périodes à végétation steppique. Toutefois, rares sont les séquences où l'on observe une haute fréquence de changements climatiques d'ordre millénaire. De plus, il est difficile de corréler sans ambiguïté chaque changement identifié dans ces séquences terrestres avec chacune des oscillations D/O ou à un événement de Heinrich spécifique. Il est tentant aujourd'hui de résoudre ce problème de corrélation par l'étude du pollen préservé dans les carottes marines profondes prélevées près des marges continentales.


Les pollens dans les sédiments marins
Les assemblages polliniques issus de ces carottes reflètent une image intégrée de la végétation régionale, qui représente certainement la résultante directe des changements climatiques. Les changements polliniques dans ces séquences peuvent être comparés in situ directement aux indicateurs climatiques marins. Cette corrélation directe océan-continent, qui ne peut pas être réalisée à partir des séquences terrestres, est essentielle pour comprendre les mécanismes du changement climatique, c'est-à-dire les éventuels déphasages entre les réponses de l'atmosphère, la cryosphère, l'océan et le continent.



1 : Détail de la carte des environs de l'Atlantique Nord


2 : L’enregistrement sédimentaire des carottes océaniques

 

Les carottes marines analysées
Deux carottes, l'une provenant de la mer d'Alboran (MD95-2043, 36°8'N, 2°37'W) et l'autre de la marge sud du Portugal (MD95-2042, 37°48'N, 10°10'W), ont é té prélevées grâce au carottier CALYPSO du bateau océanographique Marion Dufresne dans le cadre du programme IMAGES (figure1). Ces carottes ont fourni deux enregistrements paléoclimatiques à haute résolution couvrant le dernier cycle climatique. La chronologie de la première carotte est basée sur 21 datations AMS 14C et l'identification des événements isotopiques. Les courbes obtenues grâce à l'étude de plusieurs indicateurs climatiques marins (foraminifères, alkénones, kystes de dinoflagellés et isotopes) montrent un parallélisme remarquable avec les oscillations de Dansgaard-Oeschger. Les événements de Heinrich sont déterminés dans la carotte Atlantique par les sédiments grossiers apportés par les icebergs (IRD) et par les maxima dans les pourcentages du foraminifère planctonique polaire N. pachyderma (s) (figure 2). Dans la carotte méditerranéenne, ces événements ont été détectés grâce aux pics d'abondance relative de ce même foraminifère polaire, ainsi que par la forte baisse du signal des alkénones (Uk37).






3 : Séquences paléoclimatiques issues de l'étude des deux carottes marines


 

Réponse de la végétation dans la Péninsule Ibérique aux variations climatiques des D/O
Rapidité de la réponse
L'analyse pollinique de ces séquences a fourni une image détaillée des changements de la végétation et du climat dans le sud-ouest de la Péninsule Ibérique entre 50 et 10 ka BP (figure 3). Ces séquences polliniques tant en domaine méditerranéen qu'atlantique montrent sans ambiguïté que la succession de la végétation coïncide de façon remarquable avec les D/O stadiaires et interstadiaires. Ces études montrent que la réponse continentale aux changements climatiques était rapide (~150 ans) et synchrones avec les fluctuations de la température des eaux de surface marines.




4a : Paysage de steppe à Artémisia


4b : Paysage de forêt méditerranéenne

 

Alternance désert-steppe et forêt ouverte
Les épisodes stadiaires froids du Groenland correspondent au développement dans le sud-ouest de l'Europe d'une végétation de désert-steppe dominée par les armoises (Artemisia), chenopodiacées et Ephedra avec une contribution mineure des graminées (figure 4a). Les interstades groenlandais coïncident avec des périodes tempérées/humides permettant l'expansion d'une forêt ouverte à pins et chênes caducifoliés avec des arbres et arbrisseaux méditerranéens comme le chêne vert, l'olivier et le pistachier (figure 4b). Pendant les phases froides, l'influence des masses d'air polaire et des eaux de surface, froides, a empêché le développement des forêts et réduits drastiquement les ressources végétales et animales typiques des régions méditerranéennes. De petites poches d'arbres ont survécu dans les basses et moyennes altitudes des vallées comme suggéré par l'enregistrement continu de ces arbres. Bien que les réchauffements successifs aient permis l'expansion rapide des plantes méso-thermophiles depuis les zones refuges, l'amplitude de ces changements n'a pas été suffisante pour autoriser le développement d'une forêt méditerranéenne dense comme celle détectée au début de l'Holocène dans cette région.


Pluies et températures
Au cours des événements de Heinrich 5, 4 et 3 les précipitations annuelles, estimées d'après la fonction transfert basée sur la distribution des spectres polliniques modernes (méthode des meilleurs analogues), sont de l'ordre de 400 mm en dessous des valeurs actuelles et les températures moyennes du mois le plus froid seraient de 6 à 13 °C inférieures aux températures actuelles. Les températures d'été de la mer étaient de l'ordre de 10°C, soit dix degrés plus froides que les conditions actuelles. Pendant ces événements froids, la Péninsule Ibérique était certainement soumise à de forts vents du Sud et Nord/Nord-Ouest comme le montre l'étude granulométrique des sédiments de la carotte méditerranéenne.

Par contre, les phases tempérées montrent des précipitations annuelles (~600-800 mm) et des températures d'hiver (~5-10°C) semblables à celles d'aujourd'hui.


L'impact des événements de Heinrich en Méditerranée
Dans le domaine de la Méditerranée occidentale, le caractère froid et sec des épisodes contemporains des débâcles massives d'icebergs en Atlantique (événements de Heinrich) est plus prononcé que celui des autres phases stadiaires de Dansgaard-Oeschger et induit une plus forte expansion du désert-steppe dans cette région. En revanche, sur la façade atlantique les événements de Heinrich et les autres stadiaires de Dansgaard-Oeschger ont eu un impact semblable. La différence principale détectée dans les diagrammes polliniques entre les deux domaines, atlantique et méditerranéen, de la Péninsule Ibérique concerne la proportion de plantes qui caractérisent les différents groupes écologiques : les bruyères (Ericaceae) sont mieux représentées dans la région atlantique au détriment des plantes méditerranéennes et du désert-steppe. Cela est vraisemblablement dû à l'existence d'un gradient de précipitation semblable à celui qui existe actuellement, entre la côte atlantique et le sud-est de la Péninsule Ibérique (humidité plus grande sur la côte atlantique).




Conclusion
Nous savons maintenant que chaque phase climatique de Dansgaard-Oeschger a eu un impact sur le continent et que les épisodes froids enregistrés au Groenland et dans les eaux de surface océaniques étaient contemporains d'un climat froid et sec dans le sud-ouest de
l'Europe.
Ces nouvelles données ont des implications évidentes sur les modèles privilégiant le climat comme un facteur forçant des changements culturels. En particulier, ces changements environnementaux abrupts ont influencé la distribution des sites d'occupations paléolithiques, les stratégies de subsistance et la démographie des dernières populations de Néandertals dans le sud de la Péninsule Ibérique et ceux des premiers hommes anatomiquement modernes colonisant cette région.


Contact : Maria Sanchez
Environnnements et paléoenvironnements océaniques
UMR 5805 - Université des Sciences et Technologies
Avenue des Facultés - 33405 Talence Cedex

 




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