Les glaces polaires et le changement climatique Pr Roland Souchez Université libre de Bruxelles Roland Souchez
Changements environnementaux dans les régions polaires
Temperature trend 1982-2004
La fonte de la glace de mer ne provoque pas d élévation du niveau marin car cette glace est en équilibre hydrostatique. Sa disparition a par contre un effet important sur les températures par suite de la rétroaction positive de l albédo.
L analyse des glaces polaires fournit un éclairage pertinent sur les relations entre climat et composition atmosphérique
EPICA Partners Universite Libre de Bruxelles Købenshavns Universitet Institut Polaire Paul Emile Victor & LGGE Grenoble Alfred-Wegener-Institut, Bremerhaven British Antarctic Survey, Cambridge ENEA/Progetto Antardide, Roma & Università degli Studi di Milano Bicocca Utrecht Universiteit -IMAU Norsk Polarinstitutt, Tromsø Stockholm University Universität Bern
Les isotopes de la glace, un paléothermomètre δ 18 O = ( 18 O/ 16 O éch / 18 O/ 16 O smow ) -1 δd = ( D/H éch / D/H smow ) -1 Pour smow,standard mean ocean water, δ 18 O = δd = 0 Les valeurs δ sont d autant plus négatives qu il fait plus froid; leur variation permet donc de déceler les saisons et les périodes plus ou moins froides.
Les gaz de la glace L analyse des gaz inclus dans la glace de glacier formée à partir de la neige sous le point de fusion indique la composition atmosphérique au moment de sa formation, du moins en Antarctique.
L un des grands apports de l analyse des glaces polaires est qu elle a mis en évidence la relation entre température et CO 2 à l échelle glaciaire-interglaciaire et le rôle amplificateur que joue le CO 2 sur une élévation initiale des températures. Mais on ne comprend pas encore aujourd hui parfaitement cette relation entre température et CO 2 à l échelle glaciaire-interglaciaire. Le rôle de l océan austral, comme nous allons le voir, semble prédominant mais ce rôle peut être à la fois géochimique et géophysique.
Hypothèse géochimiqueg Une productivité biologique accrue par suite de la présence plus abondante de poussières donc de fer, élément nécessaire n à la photosynthèse se - a permis une consommation plus importante de CO 2 dissous lors des périodes glaciaires, une diminution du CO 2 atmosphérique et un stockage de matière organique dans les sédiments s océaniques. La diminution des poussières continentales a provoqué une baisse de productivité,, un accroissement du CO 2 atmosphérique qui, agissant comme facteur amplificateur, a permis la forte augmentation de température qui caractérise rise le passage d un d glaciaire à un interglaciaire.
Hypothèse géophysique Le rôle de la ventilation de l océan austral profond a été récemment mis en évidence comme cause importante de l élévation de la teneur en CO 2 de l atmosphère lors du passage du Dernier Glaciaire à la période holocène dans laquelle nous vivons. Lors de ce passage,la proportion de C 14 par rapport au C 12 dans les sédiments océaniques de profondeur intermédiaire a chuté fortement.
Ceci requiert la ventilation de l océan profond bien isolé de l atmosphère lors du Dernier Glaciaire de sorte que son carbone était pauvre en C 14. Lors du réchauffement, le CO 2 s est échappé vers l atmosphère y entraînant l accroissement de sa teneur. Parallèlement,des échanges de carbone se sont produits avec les sédiments de profondeur intermédiaire qui ont donc enregistré un appauvrissement en C 14, témoignant ainsi de la rupture de la stratification des eaux océaniques qui existait lors du Dernier Glaciaire.
CO 2 et δ 13 C - Le δ 13 C est voisin de 0 pour mille pour les carbonates. Par contre, le δ 13 C de la biomasse et des fuels fossiles est fort négatif (inférieur à 20 pour mille). - La combustion des fuels fossiles et de la biomasse doit dès lors provoquer une baisse de δ 13 C du CO 2 atmosphérique par suite des activités humaines - Ceci est observé dans la glace.
La baisse concomitante du contenu en radiocarbone de l atmosphère au 20 ème siècle avant les essais nucléaires montre que la combustion des fuels fossiles dépourvus de radiocarbone joue un rôle majeur par rapport aux incendies de la biomasse qui contient la même proportion de C 14 que l atmosphère.