LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES Damien Jaujard (2007-2008)

Introduction

Climat: état moyen de l’atmosphère résultant de différentes conditions météorologiques ( température, pluviosité) pendant une longue période (30 ans) dans une région donnée.

Répartition globale de la température (1) et de la pluviométrie (2) Origine de cette répartition inégale : la sphéricité de la Terre

Le climat global: les données actuelles….et futures

Quelles peuvent être les causes de variations globales du climat? Intéressons-nous au passé pour comprendre le présent et réfléchir au futur -Quels sont les outils permettant de reconstituer les climats anciens? -Comment a varié le climat global au cours des temps géologiques? -Quelles ont été les causes de ces variations?

I- Les méthodes de reconstitution des climats anciens : application du principe d’actualisme

Un témoignage direct: la grotte Cosquer

Un témoignage direct: les glaciers alpins Le glacier du Rhône:1850 Le glacier du Rhône:1985

Les archives sédimentaires: dépôts et morphologie glaciaires Vallée en auge Roches striées Bloc erratique Tillites Moraines

Extension des glaciers wurmiens des moraines rissiennes Extension des moraines wurmiennes

Loess Un dépôt éolien

Les archives sédimentaires: les alluvions des terrasses fluviatiles

Les archives sédimentaires: la bauxite et les paléolatérites Minerai d’aluminium (riche en gibbsite: Al (OH)3 et en oxydes de fer) Latérites actuelles (Nouvelle-Calédonie)

Les archives sédimentaires: et les évaporites? gypse Des évaporites en milieu froid!

Les archives sédimentaires: la sédimentation des marges continentales

Les archives paléontologique: Les diagrammes polliniques

Les archives paléontologique: Les formations récifales Coraux branchus Diceras Moulage externe de Diceras

Les archives paléontologique: La flore houillère Bassin houiller de Graissessac Carte géologique simplifiée de l’Hérault

Fougère arborescente actuelle (la Réunion)

δ18O= [(18O/16O) ech - (18O/16O)stand/ (18O/16O)stand – 1] x 1000 Les archives géochimiques: les carbonates marins Foraminifère benthique δ18O= [(18O/16O) ech - (18O/16O)stand/ (18O/16O)stand – 1] x 1000 standart : PDB : Pee Dee Belemnite

Cycle de l’eau et fractionnement géochimique

Signature géochimique des variations climatiques

Les archives géochimiques: les glaces polaires

Attention: Vérifiez toujours le matériel utilisé pour interpréter les variations du rapport isotopique

II-Les variations climatiques au cours des temps géologiques

Des variations climatiques à petite échelle de temps

Des variations climatiques à grande échelle de temps

III- Les causes des changements climatiques

Le bilan radiatif de la Terre Variation de l’ensoleillement Variation de l’effet de serre 342 240 102 Variation de l’albedo Unité: W.m-2 (moyenne pour un an)

Les causes des variations climatiques à petite échelle de temps: la variation des paramètres orbitaux de la Terre Milutin Milankovitch

Les causes des variations climatiques à petite échelle de temps: des phénomènes amplificateurs Diminution de la solubilité du CO2 Augmentation du taux de CO2 atmosphérique Augmentation de la température Augmentation de l’effet de serre Augmentation de la Surface de glace Augmentation de l’albédo Diminution de la température

Les causes des variations climatiques à grande échelle de temps:

Les réserves de carbone sur Terre en pétagramme (1015 grammes)

L’altération des silicates: une pompe à CO2 ppm

Consommation de CO2 atmosphérique par l’altération

Altération organique L ’exportation de carbone organique par les rivières : un autre moyen de séquestrer du carbone atmosphérique dans l’océan Le fleuve Congo

Le cycle du carbone

Augmentation de la température Le réchauffement crétacé Précipitation massive de carbonates Augmentation du taux de CO2 atmosphérique Augmentation de la température Augmentation du taux de CO2 atmosphérique Forte accrétion océanique globale Augmentation du taux de CO2 océanique Volcanisme important

Diminution de la température La glaciation permo-carbonifère Position des continents permettant l’installation d’une calotte glaciaire importante fin de l’orogenèse hercynienne Diminution du taux de CO2 atmosphérique Altération importante des silicates Diminution de la température

Conclusion

Les variations climatiques sont multifactorielles Attention: tous ces facteurs n’agissent pas à la même échelle de temps. Actuellement nous sommes : -en période de glaciation à l’échelle du million d’années. -au sein d’un interglaciaire à l’échelle du millier d’années. Le réchauffement actuel se mesure à l’échelle du siècle

Un protagoniste récent: l’Homme

Une responsabilité partagée? Un impact difficile à estimer cirrus stratus

Une réponse possible: la séquestration du CO2

La plate-forme de Sleipner en mer du Nord (active depuis 1996) Flux de CH4 + CO2 Flux de CO2