Variabilité climatique pendant les périodes interglaciaires : apport de nouvelles mesures isotopiques du forage EPICA Dôme C, Antarctique de l'Est

par Katy Pol

Thèse de doctorat en Sciences de l'environnement

Sous la direction de Valérie Masson-Delmotte et de Jean Jouzel.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .


  • Résumé

    Le réchauffement climatique en cours pose la question de l’évolution de la variabilité du climat. A côté de la modélisation, la caractérisation des relations entre états moyens et variabilité passés est une source d’informations précieuses pour comprendre les observations actuelles et prédire l’évolution climatique future. Le forage EPICA Dôme C (EDC) de l’Antarctique de l’Est, a déjà produit un enregistrement continu sur 800 000 ans (800 ka) des variations de températures passées. Leur reconstruction repose sur l’analyse isotopique de l’eau contenue dans la glace. Découpée tous les 55 cm puis tous les 11 cm, la carotte d’EDC a fourni deux sortes d’échantillons pour la mesure : les « Bags », à l’origine du précédent enregistrement, et les « séries fines » qui restaient encore inexploitées. Si les Bags ont permis de couvrir une longue période de temps, leur faible résolution empêche la description détaillée des changements de températures, à l’échelle sub-millénaire en particulier. La mesure des seconds échantillons promet ainsi d’augmenter, d’un facteur 5, la résolution temporelle accessible pendant les périodes de notre choix, et améliorer en même temps, la documentation de la variabilité climatique qui les caractérise. Quatre interglaciaires ont ainsi été choisis : les stades 5 et 7 (datés il y a ~125 et 240 ka) pour leurs caractéristiques climatiques particulières (intensité et durée notamment), et les stades 11 et 19 (~400 et ~780 ka), pour leur configuration orbitale proche de l’actuelle. Grâce à nos nouvelles mesures, la variabilité climatique pendant ces interglaciaires est désormais documentée à une résolution de 20, 30, 50 et 130 ans respectivement. Les premiers résultats obtenus pour le stade 19 restent quelque peu décevants car non révélateurs d’une quelconque variabilité sub-millénaire pendant cet interglaciaire. En cause, la diffusion isotopique, processus physique qui efface progressivement les informations climatiques contenues dans la glace, et qui est ici anormalement accentuée par des températures « chaudes » (>-10°C) au fond de la carotte d’EDC. Bien que frustrante en terme d’informations climatiques, la mise en relief d’un tel phénomène reste primordiale pour de futurs projets, qui cherchent à trouver le meilleur site antarctique possible, afin de remonter encore plus loin dans le passé. La valeur ajoutée des nouvelles mesures pour la caractérisation de la variabilité climatique pendant les stades 5, 7 et 11, reste confirmée. On montre ainsi, qu’à l’image de l’Holocène, chacune des périodes interglaciaires étudiées présente une variabilité multi-décennale à multi-centennale. Cette variabilité est de plus caractérisée par des changements en termes d’amplitude, qui présentent un lien avec les variations à long terme (échelle orbitale) du climat. Une première caractéristique se dégage : le niveau de variabilité pendant les interglaciaires augmente pendant les phases de refroidissement, prémices possibles de la forte variabilité rencontrée pendant les périodes glaciaires. Dans un second temps, on montre que le ralentissement ou l’accélération des tendances à long terme engendre la décroissance ou l’augmentation de la variabilité pendant nos interglaciaires. Ces changements de variance correspondent également à des modifications de périodicités dominantes dans les analyses spectrales, qui soulignent la mise en place de nouvelles structures climatiques au moment des changements en amplitude de variabilité. Les mécanismes responsables de ces changements de variabilité, au cours des périodes interglaciaires, restent toutefois difficiles à établir, à cause : (i) des incertitudes de datation qui entachent sensiblement les analyses spectrales et les valeurs de périodicités ainsi révélées, et (ii) du manque d’autres archives climatiques disponibles à de telles résolutions, qui permettraient de mieux connaître les forçages naturels (soleil/volcan) et rétroactions (circulations atmosphérique et océanique) à l’œuvre à ces échelles de temps. Nos données pourront finalement servir à la modélisation, qui offre désormais la possibilité de simuler l’ensemble du système climatique sur des périodes longues (~10 000 ans).

  • Titre traduit

    Climate variability during interglacial periods : new insights fro isotopic measurements of EPICA Dome C (EDC) ice core


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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple [317] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.180-198

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
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  • Cote : T Paris6 2011 106
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