Les changements de climat des 700 000 dernières années (1). Les archives
indiquent que le climat a changé au cours des siècles précédents. Il est possible
de ...
LES CLIMATS PASSES DE LA PLANETE
1. Les chang ement s de climat d es 7 00 0 00 d ernières a nnées (1)
Les archives indiquent que le climat a changé au cours des siècles précédents. Il est possible de reconstituer ces changements climatiques. Extraire les informations montrant les caractéristiques de ces changements. Souligner les corrélations entre les différents enregistrements effectués.
1. Les archives climatiques dans les glaces polaires. L’oxygène contenu dans la molécule d’eau (liquide, vapeur, glace) comporte deux isotopes 16O et 18O, le premier étant beaucoup plus abondant que le second (eau de mer : 99,8 % de 16O et 0,2 % de 18O). L’isotope 18O est stable, donc non radioactif : il ne se désintègre pas au cours du temps. Les glaces polaires se forment par accumulation et tassement progressif de la neige au cours du temps. En prélevant de la glace à plusieurs profondeurs par forage (carottage), les différentes couches de glace peuvent être identifiées et datées. La température à laquelle la glace s’est formée est déduite de la composition isotopique de l’oxygène dans la glace. Le rapport 18O/16O de l’échantillon analysé varie linéairement avec la température. On utilise la notation suivante :
Cette notation est établie de manière à pouvoir comparer les compositions isotopiques à une référence, la moyenne de l’eau de l’océan actuel ; on multiplie par 1000 pour compenser la faible abondance de 18O dans l’eau. DocA. Principe de la méthode (thermomètre isotopique).
DocB. Variations de la composition isotopique de l’oxygène des précipitations de différentes localités en fonction de la moyenne des températures annuelles de l’air.
DocC. Cycle de l’eau et variation isotopique de l’oxygène. L’isotope 18O est plus lourd que l’isotope 16O et se déplace donc moins vite lors des différents changements d’état de l’eau à la surface de la Terre. La proportion de 18 O tend continuellement à diminuer depuis l’eau de l’océan vers l’eau de la glace (de ce fait le δ18O tend naturellement à augmenter en valeur absolue).
Localisation des stations de carottage de glace (document D). http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/r echfran/4theme/paleo/gdeimghtml/A23.h tml Vidéo sur le carottage : http://www.curiosphere.tv/videodocumentaire/42-citoyennete/103866reportage-recherches-sur-le-climat-enantarctique http://lewebpedagogique.com/bouchaud
DocD. Les valeurs de δ 18O dans les carottes de glace du Groenland et de l’Antarctique. Le carottage de glace permet de repérer la profondeur de la glace et des méthodes de datation donnent un âge absolu à chaque niveau. a. Carotte de glace du Groenland (station Summit, GRIP 1993). b. Carotte de glace Antarctique (station de Vostok).
2. Les archives climatiques dans les sédiments océaniques. Le rapport 18O/16O de l’océan dans le passé ne peut être déterminé directement, mais indirectement dans les tests calcaires (« coquilles ») d’organismes fossilisés (Foraminifères par exemple), selon le même principe que pour la glace. On définit ainsi un δ18O pour les carbonates (CaCO3). Attention, les valeurs de δ18O sont différentes de celles des glaces car les référentiels ne sont pas les mêmes. Foraminifère vu en microscopie électronique. Photographie au microscope électronique à balayage de deux foraminifères prélevées dans l’océan Pacifique subtropical (Pulleniatina obliquiloculata). D’après http://www.cerege.fr
DocE. Isotopes de l’oxygène et variation du volume des glaces.
Les organismes planctoniques élaborent leurs tests carbonatés (CaCO 3) à partir d’éléments chimiques dissous dans l’eau de mer (notamment O 2). Le rapport δ18O de leur coquille est d’autant plus grand, que celui de l’eau est élevé. Le δ18O de l’eau océanique dépend du volume de cette eau et de sa température qui est quasiment invariable en profondeur. On utilise ici des Foraminifères vivant à grande profondeur (= benthiques).
