Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées

Thèmes abordés

BEGES Bilan des Emissions Gaz à Effet de Serre, effet de serre, GES gaz à effet de serre, puits de carbone, taux de carbone, réchauffement climatique, cycle biogéochimique, période glaciaire, pléistocène, cénozoïque, crétacé, orogénèse, Pangée, thermomètre isotopique, rapport isotopique, Milankovitch, albédo terrestre, courant circumpolaire, paléozoïque, carbonifère

Résumé du document

On entend fréquemment parler de réchauffement climatique ou de dérèglement climatique dans notre quotidien : sur les réseaux sociaux, internet, les journaux et j'en passe. Ces informations proviennent des sources de nombreux scientifiques, mais sur quoi cela se base-t-il ? Sur quelles analyses et quels résultats ?
L'effet de serre est un processus naturel dû à l'atmosphère qui contribue à augmenter la température de surface d'une planète. L'atmosphère laisse passer 70 à 75% des rayonnements solaires et le sol en réfléchit une partie puis absorbe l'autre, ce qui le réchauffe. Il cède cette chaleur en émettant un rayonnement infrarouge (rayonnement thermique). La grande majorité de ces radiations est absorbée par les GES tels que le dioxyde de carbone, le méthane ou la vapeur d'eau (chaque gaz a un pouvoir de réchauffement global ou PRG et ceux-là ont la valeur la plus élevée).

Extraits

[...] Le Crétacé (-145 à 65 millions d'années) qui est une période du Mésozoïque a également connu des variations climatiques à l'inverse du cas étudié précédemment. En effet, quand on observe les roches formées au Crétacé, nous voyons des roches contenant des fossiles de coraux et des roches sédimentaires comme les bauxites, mais aussi des roches telles que les évaporites et les charbons à plusieurs endroits sur notre planète. Par le principe d'actualisme, sachant que ces types de roches proviennent des régions tropicales actuelles, on en conclut qu'à la période étudiée les conditions climatiques étaient chaudes avec des régions tropicales et arides. [...]

[...] Il existe donc une corrélation entre la valeur du δ[18]O et la température. L'isotope [16]O se trouve dans les vapeurs d'eau et l'isotope 18 sera plus présent dans les précipitations et donc dans les océans. L'isotope [16]O étant plus léger, il se déplace plus vite et se retrouve donc en plus grande quantité au pôle, piégé dans la glace. Plus il fait froid, plus la glace augmente, plus il est présent en quantité importante et plus le δ[18]O de la glace est faible, caractéristique donc d'une époque froide et inversement. [...]

[...] Les causes des variations climatiques passées Le premier critère à prendre en considération provient de l'astronomie, c'est la théorie astronomique de Milankovitch : les cycles de variations de l'obliquité tous les ans environ provoquent des changements de températures dans les saisons (étés plus ou moins chauds . mais aussi l'excentricité de l'orbite terrestre (distance avec le soleil) ou la précession des équinoxes. Quand on compare ces différentes valeurs avec les valeurs d'un thermomètre isotopique, nous remarquons qu'il y a une corrélation, mais que les fluctuations sont nettement moins fortes, il y a donc des mécanismes amplificateurs. [...]

[...] Pour permettre de reconstituer l'état du climat du passé, avec le principe d'actualisme, certains indices visibles aujourd'hui peuvent être observés ; la présence d'une moraine (amas de débris rocheux issus d'un glacier) ou de blocs erratiques pour qualifier l'étendue des glaciers disparus et marquer la dislocation de la Pangée ainsi que l'orogénèse, par exemple en Suisse dans la Val d'Hérens avec les cheminées de fées. On peut aussi directement apprécier les traces des humains de l'époque avec les peintures rupestres qui représentaient pour la plupart des mammouths ou des animaux issus d'un climat froid à plusieurs endroits du globe. On peut aussi étudier le pollen fossilisé (roches calcaires, tourbières . ) pour visualiser la végétation. Tout cela a pu confirmer la présence d'une époque glaciaire qui a commencé il y a 120000 ans et s'est arrêtée il y a ans. [...]

[...] Des boucles de rétroaction positives et négatives permettent d'expliquer l'amplitude des changements climatiques : la solubilité du CO2 et l'albédo terrestre. Le climat au cénozoïque et au crétacé L'ère cénozoïque a débuté il y a 65 millions d'années, immédiatement après la crise de la fin du Crétacé et ses bouleversements faunistiques. Elle est la plus courte de toutes les ères et englobe le Tertiaire ainsi que le Quaternaire. Les paléo températures basées sur les foraminifères de cette ère montrent que les températures ont chuté (le δ[18]O a augmenté). [...]