Travaux pratiques de Paléoclimatologie

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.

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.

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