Equipe d'Orléans-Tours

Le passé climatique de la Terre est très riche en rebondissements. Les responsables de cette variabilité du climat sont nombreux : des continents en mouvement, une activité volcanique plus ou moins forte, des courants océaniques qui s'inversent ou se renforcent, une insolation changeant au grè de l'activité solaire et de l'orbite de la Terre... Depuis peu, un facteur nouveau est apparu, le facteur anthropique. En bref, une multitude d'évènements agissant à différentes échelles de temps et qui sont souvent étroitement liés. 

Les programmes de SVT de seconde et de l'enseignement de spécialité de terminale S, ont pris en compte l'étude du cycle du carbone dans l'optique de son implication dans les changements climatiques.  Une telle étude, à différentes échelles de temps, intègre les deux disciplines, biologie et géologie à travers les échanges de carbone entre les différentes enveloppes de la planète : atmosphère, biosphère, hydrosphère et géosphère. De tels échanges mettent en jeu des concepts comme la photosynthèse, la respiration ou la fermentation, ainsi que le magmatisme, l'érosion ou la sédimentation etc. 

Pour pouvoir étudier les flux de carbone au niveau de la planète dans l'optique des changements climatiques passé, présent et futur, la modélisation numérique est un outil incontournable. L'exercice est complexe mais les incertitudes se réduisent.

Lors de la construction d'un modèle du cycle du carbone, nous distinguons les processus impliqués dans le cycle du carbone à court terme (à l’échelle du temps de l’année ou de milliers d’années) et ceux fondamentaux dans le cycle à long terme (à l’échelle de temps des plusieurs millions d’années). Les premiers impliquent les échanges entre quatre réservoirs : l’atmosphère, l’océan, la biosphère et les sols, et jouent un rôle dans les changements climatiques à court terme (changements récents et quaternaire). Les seconds impliquent les échanges entre les réservoirs superficiels considérés globalement et ceux des roches carbonatées et carbonées, qui jouent un rôle majeur dans l’évolution climatique de la Terre durant son histoire. 

Grâce au modèle numérique, on peut démontrer l'effet anthropique sur le cycle du carbone et le climat. Cet effet est loin d'être négligeable dans la mesure où l’action humaine a pour effet une accélération considérable de 2 processus du cycle à long terme, l’oxydation des matières organiques et la dégradation thermique des calcaires, et d’un processus à court terme, la respiration des plantes et des microorganismes du sol.

En utilisant les prévisions des experts du GIEC, le modèle permet aussi d'estimer l'impact des activités humaines sur le climat du XXIième siècle et de tester certaines des mesures d'atténuation proposées par les experts. Lors des simulations, les actions menées sur le modèle permettent la prise de conscience du rôle de l'Homme sur la planète. Ainsi, la modélisation du cycle du carbone et son impact climatique, trouve sa place dans l'Education à l'Environnement et au Développement durable (EEDD).

Composition de l'équipe

Cette équipe de recherche comprend 6 professeurs de Sciences de la Vie et de la Terre : Jacques Barrère, Marie-José Broussaud, Frédéric David, Jean-Marie Greffion, Thierry Lhuillier et Jean-Marc Vallée.