Quelques méthodes permettant de connaître le climat depuis 800 000 ans jusqu'à nos jours (Spé)

Nous avons vu que les climats à la surface de la Terre avaient changé au cours du temps. Nous allons essayer d'aborder quelques méthodes permettant d'estimer les climats sur une période relativement longue.

Utilisation du ∆18O

L'eau présente sur terre est constituée de la molécule H2O. L'oxygène est présent sous deux forme isotopique le 16O et le 18O. La forme oxygène 16 est évidemment beaucoup plus abondante (vous pouvez regarder le logiciel 18O/16O). En revanche ce qui est intéressant c'est que la quantité d'iostope 18 varie avec la température de l'eau. En déterminant la quantité de 18O présent, on peut donc estimer la température de l'eau et donc la température régnant dans la région.

L'utilisation directe de 18O étant assez malaisée, les scientifiques préfèrent utiliser le ∆18O qui varie de la même façon et dont le calcul est simple :

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Variations du ∆18O en fonction de la température de l'eau de mer

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Nous allons travailler principalement sur les résultats obtenus sur des sondages dans la glace de l'Antarctique (Vostok et Dôme C). Nous pourrons aussi comparer aux résultats obtenus au Grœnland.

A partir de l'ensemble des documents et du logiciel Vostok, précisez les apports de l'étude des carottes de glace de l'Antarctique. Puis comparez aux résultats obtenus au Groenland. On fera attention aux unités. Quels résultats tirez-vous quant à l'apparition des glaciations sur les 400 000 dernières années.

Situation de la station franco-russe Vostok et de la station franco-italienne Dôme C

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Une vue de la station Vostok

vostokjan01pic6.jpgUne vue de la station Dôme C

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Schéma d'un carottier

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Extraction d'une carotte du carottier

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Etude d'une carotte de glace en laboratoire

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Coupe d'une carotte de glace

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Coupe de carotte de glace au microscope

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Présence de bulles d'air dans la glace

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Relations entre la température de l'eau et le ∆18O

delta18o-temperature.png

Différentes mesures prise au niveau de la station Vostok

vostok-variable.pngppmv = parties par million par volume

ppbv = partie par milliard (billion) par volume

Comparaison entre les mesures prises un niveau de la station Vostok et dans le Groenland

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Résultats au niveau de la station Dôme C

dome-c.png

On peut ainsi avoir une idée des variations climatiques à grande échelle au niveau des pôle, mais peut-on avoir une idée des variations de températures dans d'autres zones que les pôles ?

Utilisation des foraminifères

Les foraminifères sont des être unicellulaires qui fabriquent un test en carbonate de calcium CaCO3. Les espèces sont très nombreuses et adoptent des formes d'une grande variété et d'une grande beauté.

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Le biologiste allemand Ernst Heckel (1834-1919), introducteur du darwinisme en Allemagne, était aussi un très grand dessinateur. A la fin du XIXème, il a publié une série de planches consacrées au Foraminifères qui sont de véritables chefs-d'œuvre.

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En Chine, à Zhongsham, un parc de sculptures a été consacré aux Foraminifères. Surprenant non ?

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Nous allons nous intéresser à un ensemble d'espèces réunies sous le terme de Globigérinidés ou, plus simplement, Globigérines.

Photographies de Globigérines (de 1 à 9) et d'Hétérohélicidés (10)

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Globigérines au MEB (microscope électronique à balayage)

globigerine2.jpg

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A partir des lames et des échantillons de sédiments et de boues repérez les Globigérines. Les tests contenant de l'oxygène (CaCO3), on peut mesurer le ∆18O de ces coquilles. On considère qu'il correpond au ∆18O océanique. Que pouvez vous tirez du document suivant ?

delta-temperature-fig04-1.gif

Une autre information est donnée par le sens d'enroulement des coquiles. A partir du document suivant, déterminez (si c'est possible) le sens d'enroulement des Globigérines de votre échantillon et concluez.

enroulement-globi.png

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