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Travaux pratiques de Paléoclimatologie

Par mdesmet, publié le 19/02/2008, mise à jour le 17/02/2016
Ce TP de 4 heures est construit autour de l'observation de nombreuses archives naturelles des paléoclimats, qu'elles soient continentales ou océaniques. Le TP débute par une analyse détaillée de photos aériennes du Massif du Mont Blanc. Différentes cartes topographiques et géologiques permettent de mettre en évidence les oscillations climatiques depuis le dernier maximum glaciaire. Des reconstitutions sont également fournies via l'étude de diagrammes polliniques et de courbes isotopiques de foraminifères benthiques et planctoniques.

 

 

 

 

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PREAMBULE


Deux mécanismes naturels sont essentiels au maintien de la vie sur Terre : (1) Le Soleil chauffe les régions intertropicales et l’Océan et l’Atmosphère redistribuent cette chaleur via un transport méridien, (2) Un effet de Serre naturel assure une température moyenne 30° C supérieure à celle estimée en absence de gaz à effet de serre. Mais depuis quelques décennies, notre planète connaît un « sans précédent » dans son histoire climatique : l’homme a modifié considérablement le climat et la température moyenne s’élève au rythme de 0,2°C/10 ans depuis le début des années 1980. Les conséquences sont importantes aussi bien pour l’homme que le reste de la biosphère et du système Terre. Le climat passé n’est plus un analogue de la configuration actuelle tant la vitesse du réchauffement est rapide mais la paléoclimatologie reste néanmoins une clef dans l’étude des forçages en jeu qu’ils soient naturels ou anthropiques. Ainsi, Depuis 4,6 Milliards d’années, des épisodes glaciaires courts ont alterné avec de longues phases de péjoration climatique mais depuis quelques dizaines de Millions d’années nous sommes rentrés dans une ère glaciaire caractérisée par des fluctuations rapides reconnues comme étant liées à des modifications des paramètres orbitaux du système Terre-Soleil. Il y a 20 000 ans, dans les grandes vallées alpines, s’écoulaient des glaciers de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur puis la Terre a basculé dans un interglaciaire qui, d’après les modèles, et malgré l’impact de l’homme, devrait durer encore 20 000 ans. Depuis une vingtaine d’années, la communauté scientifique s’est rendue compte que l’Océan, l’Atmosphère, l’activité solaire, le volcanisme, etc… jouaient un rôle essentiel dans ce que l’on a appelé les surprises climatiques (Ex : Dryas récent, Evénement 8.2, Dansgaard-Oeschger, Petit Age Glaciaire, etc…) , C’est-à-dire les petits coups de chaud ou de froid de courte durée (qq décennies à qq siècles) et d’amplitude modérée (qq degrés).


Depuis la fin des années 1980, le Groupement Intergouvernemental sur l’Étude du Climat rédige régulièrement un rapport d’activité. Le dernier, publié en 2007, détaille le climat de demain, c’est-à-dire celui de la fin du siècle : L’amplitude du réchauffement attendue est comprise entre +1,5 à +5,8°C (imaginez que la température, il y a 20 000 ans au cœur du Dernier Maximum Glaciaire était 5°C inférieure à celle d’aujourd’hui). En 2050, l’été 2003 constituera un été normal, et parmi les conséquences les plus dramatiques, la hausse du niveau moyen des océans touchera principalement des pays émergents. Pour limiter les émissions de certains gaz à effet de Serre (CO2, CH4, N20, etc…), le sommet de Rio a décidé la mise en place d’accords parmi lesquels le protocole de Kyoto, le premier signé (ou presque) par plus de 200 nations ! Sans doute une première étape dans la prise de conscience de la dégradation de la Planète.

 

 

OBJECTIF DU TP

Il est illusoire de vous présenter une revue exhaustive du climat passé de la Terre. Ce TP est donc centré sur la période récente (à l’échelle des temps géologiques ) car les archives plus anciennes sont forcément plus rares. L’accent est mis sur la reconstitution des paléoenvironnements et sur la maîtrise d’outils simples, tels que la sédimentologie, la géochimie des isotopes stables, etc… La séance est construite au travers d’une visite de différents sites allant du continent vers l’océan et respectivement du plus récent vers le plus ancien.

 


PLAN DE LA SEANCE


I – Introduction : des archives pour quels enjeux ?

II – Brève histoire climatique de la Terre (très brève car vue en cours)

III – Archives continentales des Paléoclimats
1 – Généralités
2 -  Le Petit Age de Glace : exercice 1
3 – Le Dernier Maximum Glaciaire et l’optimum climatique : exercice 2
4 – Le Riss et le Wurm en Rhône Alpes : exercice 3 & 4

IV – Archives océaniques des Paléoclimats
1 – Pollens et déglaciation en Méditerranée : exercice 5
1 – Foraminifères benthiques et isotopes - le TP contre option de la session 2006 : exercice 6
2 – Foraminifères planctoniques et paléoclimatologie isotopique : exercice 7 & 8

 


OUVRAGES DE LA LISTE



Généralités
Brahic A., Hoffert M., Schaaf A., Tardy M., 1999 Sciences de la Terre et de l’Univers. Vuibert Ed
Caron et al., Comprendre et enseigner la planète Terre. Ophrys  Ed.
Demounem et.al, Sciences de la Vie et de la Terre, TS spécialité. Nathan Ed.
Dercourt J., Paquet J., Thomas P., Langlois C., 2007 Géologie : Objets, méthodes et modèles. Dunod ed.

L’atmosphère
Hufty A., 2001 Introduction à la climatologie. De boeck université.
Ouvrage collectif, 1998, Dictionnaire des Sciences de la terre : Continents, océans, atmosphère. Encyclopaedia Universalis
Encrenaz T., 2000. Atmosphères planétaires : origines et évolutions. Belin ed.
Chalon J. P. Combien pèse un nuage. 2002, EDP sciences

L’océan
Minster J.F. 1998, L’océan. Collection Dominos
Chapel et al., 1996. Océans & Atmosphères. Hachette
Brown et al.,  1995 Ocean Circulation, Open University.

Paléoclimatologie
Magny M., Une histoire du climat. Errance
Nesme-Ribes E., Thuillier G., 2000 Histoire solaire et Climatique. Belin
Berger A., Le climat de la Terre : un passé pour quel avenir ?. De Boeck
Joussaume S., Climat d’hier à demain. CNRS éditions. 
Ruddiman W.F. Earth’s climate : past and future, Freeman
Campy  M. & Macaire JJ. Geoscience de surface, Masson
Rotaru et al. 2006. Les climats passés de la Terre
Deconinck J.F., 2007. Les Paléoclimats

Réchauffement climatique : en savoir plus…
Jancovici J.M., L’Avenir Climatique : quell temps ferons nous? Seuil 2002
LeTreut H., Jancovici J.M., L’effet de Serre : allons nous changer le climat? Flammarion 2004.
Acot P. Histoire du Climat : du big bang aux catastrophes climatiques. Perrin 2003.
Jouzel J. Debroize A., Le climat : Jeu dangereux. Dunod, 2004.
Petit M., Qu’est ce que l’effet de serre? 2004, Vuibert
Bard E., L’homme Face au Climat. 2006,Od. Jacob

Sites
www.manicore.fr ; www.ens-lyon.fr/Planet-Terre
http://www.meteo.fr/meteonet/actu/arc.htm ; http://www.ipcc.ch
www.noaa.gov ; www.realclimate.org, www.acces.inrp.fr/anneedelaterre

ca vaut le coup de visiter le site de G. Muller, www.climat-sceptique.org ne serait-ce que pour découvrir les stratégies adoptées par les défenseurs de l’or noir !!!!

Périodiques
La recherche, mars 1998 ; La Recherche, vol N° 355, 2002 ;
La recherche, Janvier 2004. Décembre 2007
La recherche, numéro spécial Octobre 2004.
Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, Earth and Planetary Sciences. Jan-Fév 2005 Vol 337