Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

! 1 : Définitions Paléoclimatologie Science qui s’intéresse aux modifications passées du climat Paléoclimatologie ! Ne pas confondre le temps et le climat Temps Etat de l’atmosphère à un instant précis Basé sur la température, l’humidité, la direction du vent, la couverture nuageuse… Observé quotidiennement par les stations et les satellites météorologiques 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

Climat Défini sur la longue durée Déterminé, pour chaque saison, à partir des conditions moyennes de température et de pluviosité On y ajoute les valeurs moyennes d’enneigement, de vent, d’humidité… La fréquence des évènements extrêmes (vague de chaleur ou de froid, inondations dues à des pluies exceptionnelles, tempêtes, cyclones…) est importante Ce n’est pas seulement la moyenne de ces paramètres mais aussi tous les écarts à cette moyenne, étudiés sur la longue durée, qui définissent le climat d’une région 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

1 : Introduction à la paléoclimatologie Les zones climatiques correspondent à des zones géographiques bien précises Océanique Continental Désertique Equatorial Tropical Montagne Méditerranéen Polaire Dans le passé, les conditions climatiques ne sont pas restées identiques à ce que l’on connaît aujourd’hui 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

Modélisation climatique Comprendre les variations climatiques passées peut permettre d’anticiper sur l’avenir Modélisation climatique Ensemble de propositions construites dans le but de reproduire une situation concrète, pouvant servir à l’analyse ou aux prédictions sur des évènements Modèle Un modèle ne sera toujours qu’une approche simplifiée de la réalité, établie à partir d’équations mathématiques ; il est soumis à des facteurs limitants : Capacités des ordinateurs Quantité de données disponibles Compréhension des processus naturels 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

2 : Complexité des processus naturels A l’heure actuelle, les modèles climatiques les plus complets relient les processus terrestres, océaniques et atmosphériques En modélisation climatique, l’un des principaux facteurs limitants est la complexité des processus naturels 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

Cycle du carbone C Phénomènes naturels Phénomènes anthropiques Il existe des interactions entre tous les réservoirs La quantification précise des phénomènes est impossible, il s’agit toujours d’une approximation 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

1 : Introduction à la paléoclimatologie Conditions initiales à l’instant t(0) : il est totalement impossible de les connaître de façon parfaite… X Croissance exponentielle de l’erreur (c’est-à-dire de l’écart entre des trajectoires démarrant de conditions initiales pratiquement identiques). temps La prévision n’a plus aucun intérêt à partir d’un certain temps car l’écart entre les trajectoires est du même ordre de grandeur que la valeur de départ de X. Pour voir quelle est la meilleure des solutions envisagées, il faut calibrer le modèle 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

Modèles de reconstitution Un modèle peut servir à prédire ce qui va se passer dans l’avenir, mais également à reproduire les évènements qui se sont déjà produits Pour reconstituer les évènements passés, on peut s’appuyer sur ce que l’on connaît de ces évènements Modèles de reconstitution Modèles prévisionnels (prédictifs) En se basant sur les faits passés et sur un certain nombre d’hypothèses, on cherche à savoir comment une situation va évoluer D’où la nécessité de rechercher des indices matériels qui donnent des renseignements sur les climats passés 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

3 : Moyens de reconstitution du climat Les archives climatiques de la Terre se trouvent conservées dans les accumulations sédimentaires Plus on descend profondément dans les sédiments, plus les informations conservées sont anciennes Il faut distinguer différents types de méthodes, selon le type de sédiments sur lequel on travaille : Sédiments continentaux Sédiments océaniques Carottes de glace 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

a : Sédiments continentaux Les loess sont des limons apportés par le vent et qui recouvrent de grandes plaines comme celles de Chine centrale ou d’Europe du Nord (Allemagne, Nord de la France) Ils montrent une fine lamination qui traduit de légers changements de composition minéralogique liés à des changements de circulation atmosphérique 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

b : Sédiments océaniques Le prélèvement et l’analyse de carottes prélevées sur le fond océanique a fourni des résultats importants Les carottiers à piston permettent le prélèvement de cylindres d’une dizaine de mètres de long dans les sédiments meubles du fond des océans 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

c : Carottes de glace La glace apparaît finement laminée à cause de la présence de fins lits de poussières atmosphériques Les carottes de glace proviennent de l’Antarctique et du Groenland A Vostok, le forage le plus profond permet d’atteindre 3300 m 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

4 : Variations climatiques au cours des âges La Terre a connu au cours de son histoire de nombreux changements climatiques La faune et la flore se sont adaptées à ses conditions, malgré des extinctions massives Certains types de roches indiquent des conditions climatiques particulières Les facteurs de changements climatiques peuvent être soit dépendants de notre planète soit extérieurs à notre planète 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

1 : Introduction à la paléoclimatologie A grande échelle, le climat de la Terre a oscillé entre la "glacière" et la "serre" au cours des 2 derniers milliards d’années Le réchauffement climatique actuel semble traduire une tendance naturelle… 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue

1 : Introduction à la paléoclimatologie A plus petite échelle, on peut remarquer qu’il existe de nombreuses variations climatiques plus rapides et plus brèves Les différents cycles glaciations/déglaciations qui se sont succédées au cours du Quaternaire en sont l’exemple le plus marquant Durant la période historique, des variations climatiques sensibles ont eu lieu : Période plus chaude à l’apogée de l’Empire Romain (IIème siècle avant J. C. – Ier siècle après J. C.) Période avec des hivers très rigoureux au cours du Moyen-Âge : le Petit Âge Glaciaire 1 : Introduction à la paléoclimatologie Planète bleue