Impact de la forte conductance stomatique à l'H2O des angiospermes sur le climat du Crétacé : étude avec le modèle couplé de l'IPSL

par Julia Bres

Projet de thèse en Océan, atmosphère, climat et observations spatiales

Sous la direction de Nicolas Viovy, Pierre Sepulchre et de Nicolas Vuichard.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France , en partenariat avec Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (laboratoire) , Modélisation du Climat (CLIM) (equipe de recherche) et de Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (référent) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    A l'échelle géologique, les variations climatiques influencent directement la végétation par des processus liés à l'écophysiologie des plantes, qui se traduisent in fine par des changements radicaux du couvert végétal (Chaboureau et al., 2014). Or ce dernier joue lui-même un rôle crucial dans le système climatique, via des boucles de rétroaction impliquant les flux énergétiques, hydrologiques et le cycle du carbone. Un cas d'école des rétroactions climat-végétation aux longues échelles de temps est la diversification puis la dominance des plantes à fleurs, ou Angiospermes, au Crétacé. Il a longtemps été suggéré que cette révolution s'était produite dans un contexte climatique relativement uniforme et chaud il y a environ 100 millions d'années, or des données récentes montrent des variations climatiques rapides au cours de cette période. Et s'il est suggéré que les angiospermes ont joué un rôle dans les changements climatiques du Crétacé (Boyce et al., 2010), celui-ci est encore mal connu. Le but de cette thèse est de comprendre l'impact du changement de couvert végétal sur le climat global depuis 100 millions d'années. Plus en détails, il s'agira de comprendre l'impact du remplacement du couvert végétal de type gymnospermes-cycades par un couvert dominé par les angiospermes au Crétacé. Les différents proxies témoignent d'une forte capacité des angiospermes à transporter l'eau, qui n'a pas d'égal au cours de l'évolution des plantes. Ceci sont des preuves indirectes d'une modification du cycle hydrologique par les plantes. Cette thèse s'appuiera sur l'utilisation du modèle IPSL-CM5A2, avec sa composante ORCHIDEE, qui simule les processus des surfaces continentales, et des heures obtenues annuellement sur IRENE, le supercalculateur du TGCC (20 millions d'heures obtenues en 2017). Elle ouvrira la voie non seulement à une meilleure compréhension du système climatique global, mais également à la quantification de l'évolution de la végétation et de ses rétroactions sur le climat depuis 100 millions d'années. Cette thèse s'effectuera au sein de l'équipe CLIM du LSCE en collaboration étroite avec l'équipe MOSAIC, et impliquera des collaborations avec des équipes de l'ISEM et de l'UMR DIADE de Montpellier.

  • Titre traduit

    Impact of the highly H2O stomatal conductance of angiosperms on the Cretaceous climate : a modelling approach with the IPSL model


  • Résumé

    At the geological scale, climate variations directly influence vegetation through processes related to plant ecophysiology, which ultimately translate into radical changes in vegetation cover (Chaboureau et al., 2014). The latter itself plays a crucial role in the climate system, via feedback loops involving energy, hydrological flows and the carbon cycle. A textbook case of climate-vegetation feedback at long time scales is the diversification then dominance of flowering plants, or Angiosperms, in the Cretaceous. It has long been suggested that this revolution occurred in a relatively uniform and warm climatic context about 100 million years ago, yet recent data show rapid climatic variations during this period. And while it is suggested that angiosperms have played a role in Cretaceous climate change (Boyce et al., 2010), this is still poorly understood. The aim of this thesis is to understand the combined impact of land cover change and continental freshwater routing change on global climate over 100 million years. In more detail, this will aim to understand the impact of vegetation cover transition from gymnosperms-cycads to angiosperm dominated cover through the Cretaceous. Different proxies testify to highly water transport capacity of angiosperms, compared to others plants living or extinct. This is indirect evidence of water cycle modification by plants. This thesis will be based on the use of the IPSL-CM5A2 model, with the ORCHIDEE component, which simulates continental surface processes, and the hours obtained annually on CCGT supercomputer IRENE (20 million hours obtained in 2017). It will open the way not only to a better understanding of the global climate system, but also to quantifying the evolution of vegetation and its feedback to climate over the past 100 million years. This thesis will be carried out within the CLIM team of LSCE in close collaboration with the MOSAIC team, and will involve collaborations with teams from ISEM and UMR DIADE of Montpellier.