Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées - SVT - Terminale

[Musique] bonjour à tous je m'appelle Mathieu aujourd'hui en science de la vie et de la terre nous allons parler des climats de la terre comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain et plus précisément le chapitre reconstituer et comprendre les variations climatiques passées.

Alors tout d'abord on sait que depuis 1880 on observe une augmentation de la température globale avec un réchauffement d'environ 1 degré. Ce réchauffement on en connaît la cause il est lié à la perturbation du cycle du carbone par l'être humain. En effet l'être humain en utilisant principalement les combustibles fossiles comme le charbon le pétrole et le gaz lors de la combustion de ces combustibles fossiles libère du carbone dans le réservoir atmosphère. Ce n'est pas la seule activité humaine qui est responsable d'une émission de carbone dans l'atmosphère puisque la fabrication du ciment la déforestation et l'utilisation des sols sont aussi émettrices de carbone et augmente la proportion de carbone atmosphérique provoquant une intensification du mécanisme d'effet de serre et participant au réchauffement climatique qu'on observe aujourd'hui. Donc ça c'est des choses que vous avez vu notamment en enseignement scientifique notamment le cycle du carbone et à chaque fois qu'apparaîtra ce petit logo il s'agit d'un prérequis et vous retrouverez des documents complémentaires à la fin de ce diaporama.

Donc le réchauffement du climat on l'observe ici on en connaît la cause mais nous ce qui va nous intéresser dans cette vidéo c'est de reconstituer les variations du climat au passé et d'en comprendre les causes. Donc ici sur ce document on a une variation de la température depuis 540 millions d'années et jusqu'à aujourd'hui. Il faut faire attention à l'échelle sur ce graphique puisqu'ici on avance de pas de temps de 100 millions d'années en 100 millions d'années puis de 10 millions d'années en 10 millions d'années de millions d'années en millions d'années et enfin ici en milliers d'années ici. Donc on a un zoom progressif avec davantage de précision pour les périodes les plus récentes notamment parce que pour les périodes les plus récentes on a davantage d'indices et la constitution des climats est plus fine et plus fiable. Cependant on peut voir de grandes variations du climat depuis que la Terre existe et ces variations on va d'abord parler de comment elles ont été reconstituées.

Alors on va s'intéresser tout d'abord à la période du quaternaire qui commence entre -2,8 million d'années et qui s'arrête à aujourd'hui. Donc ici on observe la variation de cette température depuis 800000 ans et cette variation de la température elle a été reconstituée par les scientifiques à l'aide de différents indices. Le premier dont je vais parler ici c'est le delta O18. Le delta O18 c'est une mesure du rapport entre la quantité d'oxygène 18 et la quantité d'oxygène 16 dans les glaces notamment mais également dans les carbonates. Ici il s'agit du delta O18 dans les glaces plus précisément en Antarctique donc au niveau du pôle sud. On observe que le delta O18 dans les glaces varie de façon régulière et les périodes où le delta O18 est faible sont interprétées comme des périodes froides par les scientifiques tandis que les périodes où le delta O18 est élevé sont interprétées par les scientifiques comme des périodes chaudes. Donc le delta O18 peut être utilisé comme un paléothermomètre pour reconstituer les variations de la température du passé.

Alors ici on va s'intéresser au climat mais on voit qu'on s'intéresse principalement à la température et c'est la seule grandeur atmosphérique qu'on étudiera dans cette vidéo. Donc pour reconstituer les variations de la température on a utilisé le delta O18 mais ce n'est pas le seul indice. On peut également utiliser des indices glaciaires. Cette grosse roche qu'on appelle le Gros Caillou elle est située à Lyon et elle n'a pas été déposée ici par les humains elle a été déposée par un glacier. Or à Lyon actuellement il n'y a pas de glacier. Donc si un glacier a déposé cette roche à une époque c'est que le glacier s'étendait sur une surface bien plus grande qu'aujourd'hui. Donc à Lyon à une certaine époque il y avait un glacier qui s'étendait jusqu'à Lyon et donc on interprète cela comme une période où le climat local était plus froid expliquant que les glaciers allaient jusqu'à Lyon. Donc ça ça peut être un indice qui nous permet de reconstituer des climats locaux dans le passé en l'occurrence ici un climat plutôt froid.

Donc les indices glaciaires mais on a également les diagrammes polliniques. Les diagrammes polliniques sont établis grâce à des prélèvements de tourbes donc c'est de la terre et dans cette tourbe plus on est profond plus on remonte dans des périodes lointaines et dans ces tourbes on observe les grains de pollen les grains de pollen fossiles et on essaie d'identifier à quelles espèces appartiennent ces grains de pollen. Lorsqu'on est dans des périodes où on a une majorité d'arbres tempérés on interprète le paysage comme un paysage de forêt tempérée et donc un climat local plutôt doux. En revanche dans les périodes où on a davantage de pin ou davantage d'herbes on interprète cela comme des paysages plutôt de tundra ou de taïga et ça c'est un climat local plutôt froid. Donc on voit que les diagrammes polliniques nous permettent également de reconstituer des climats locaux du passé.

Donc avec ces différents indices que ce soit le delta O18 dans les glaces que ce soit les indices glaciaires ou encore les diagrammes polliniques on a une convergence de faits qui nous permettent de reconstituer les variations du climat au passé plus précisément ici les variations de la température.

Donc pour ces variations de la température il faut essayer d'en déterminer les causes. On a vu qu'on connaissait les causes du changement climatique actuel là on s'intéresse à la période du Quaternaire. Le climat a varié donc on a des périodes où le climat est plutôt froid et des périodes où le climat est plutôt chaud. Les périodes où le climat est plutôt froid sont nommées des périodes glaciaires et les périodes où le climat est plutôt chaud sont nommées des périodes interglaciaires. On observe que au Quaternaire ici depuis 800000 ans on a une alternance entre des périodes glaciaires et des périodes interglaciaires. Cette alternance de périodes glaciaires interglaciaires on va essayer d'expliquer quelles en sont les causes et j'ai ajouté à ces deux graphiques qu'on avait vu précédemment des graphiques qui concernent les variations des paramètres orbitaux.

Les paramètres orbitaux sont des paramètres astronomiques qu'on appelle également paramètres de Milankovitch du nom de leur découvreur Milankovitch entre la fin du 19e siècle et le début du 20e siècle et parmi ces paramètres orbitaux on peut citer l'obliquité l'excentricité ou la précession. Donc on va rentrer plus dans le détail dans ce que sont ces paramètres.

Alors tout d'abord l'obliquité. L'obliquité comme on peut le voir sur cette image représente la variation de l'axe de rotation de la Terre. L'axe de rotation de la Terre a un angle qui peut varier entre 22,1° et 24,5°. C'est cet angle de l'axe de rotation de la Terre qui est responsable du phénomène de saison. Ce qu'on peut voir c'est qu'au cours du temps et plus précisément ici au cours du Quaternaire l'obliquité a varié de façon régulière et cyclique passant de valeurs faibles à des valeurs plus élevées. Lorsque l'obliquité a une valeur faible la Terre est peu inclinée vers le soleil et les saisons vont être peu marquées. On aura un faible contraste entre l'hiver et l'été. Ça veut dire que l'amplitude la différence de température entre l'hiver et l'été sera faible. On aura des étés plutôt frais. En revanche lorsque l'obliquité est élevée l'angle de cet axe d'inclinaison est plus important amplifiant le phénomène de saison. On va se retrouver avec un écart de température entre l'hiver et l'été bien plus important et donc des étés beaucoup plus chauds que lorsque l'obliquité est faible.

Maintenant je vais vous parler de l'excentricité. L'excentricité c'est un paramètre qui caractérise la forme de l'orbite de la Terre autour du Soleil. En effet cette orbite peut être plutôt circulaire ou plutôt elliptique. Lorsque l'orbite de la Terre autour du Soleil est circulaire le phénomène de saison sera peu marqué avec une faible différence de température entre l'hiver et l'été et donc des étés plutôt frais. En revanche lorsque la rotation de la Terre forme une orbite elliptique l'excentricité est élevée et le contraste entre les saisons est plus grand avec de fortes différences de température entre l'hiver et l'été et des étés beaucoup plus chauds.

Enfin parlons de la précession. La précession est un paramètre un peu plus compliqué à comprendre. La précession décrit la rotation de l'axe de rotation de la Terre sur elle-même comme on peut le voir sur ce document. La valeur de cette précession a varié également de façon régulière et cyclique. Lorsque la précession a une valeur faible on a la Terre en position été c'est-à-dire lorsque l'hémisphère Nord enfin l'hémisphère Nord en position été c'est-à-dire lorsque l'axe de rotation est penché vers le soleil ainsi lorsque la Terre est dans sa position la plus éloignée du soleil ainsi les étés dans l'hémisphère Nord seront plus frais. En revanche lorsque la précession est élevée la Terre lorsqu'elle est dans sa position été dans l'hémisphère Nord sera dans la position où elle est la plus proche du Soleil. On aura donc des étés beaucoup plus chauds. Donc une précession faible signifie un faible contraste entre les saisons dans l'hémisphère Nord et une précession élevée un fort contraste entre les saisons dans l'hémisphère Nord.

Donc on a pu voir que ces différents paramètres les paramètres orbitaux l'obliquité l'excentricité la précession variaient tous de façon régulière et cyclique et on a pu voir également que ces paramètres avaient à chaque fois un rapport avec le contraste entre les saisons. Si je trace un trait vertical en partant d'une période froide on observe que lors de cette période froide on avait une faible valeur de la précession une faible valeur de l'obliquité et une faible valeur de l'excentricité. Si maintenant je me place dans une période qui a été identifiée par les scientifiques comme une période chaude et que là aussi je trace un trait vertical on observe que pour cette période on a une forte valeur de la précession une forte valeur de l'obliquité et une forte valeur de l'excentricité. Donc ici je replace quelques périodes froides on observe que pour ces périodes froides on a à chaque fois la même chose des faibles valeurs pour chaque paramètre orbital et pour les périodes chaudes des valeurs élevées pour chaque paramètre orbital.

Donc sur cette diapositive j'ai représenté des périodes froides et des périodes chaudes. Ce qu'on peut constater donc c'est qu'il y a une corrélation entre des valeurs faibles de la température et des valeurs faibles des paramètres orbitaux et une corrélation également entre des valeurs élevées de la température et des valeurs élevées des paramètres orbitaux. À ce stade ce n'est qu'une corrélation il n'y a pas de relation de causalité. On ne sait pas si l'un cause l'autre si ce sont les paramètres orbitaux qui provoquent les variations de température ou l'inverse. On est qu'au stade de la corrélation.

Pour essayer de transformer cette relation de corrélation en relation de causalité c'est-à-dire essayer d'expliquer ces variations du climat au Quaternaire on va avoir besoin de faire une expérience ou au moins d'avoir une démarche scientifique. Donc le problème je le rappelle il est comment expliquer les variations du climat au Quaternaire. L'hypothèse qu'on peut faire c'est que les valeurs faibles des paramètres orbitaux comme on a pu le voir à chaque fois qu'on avait des valeurs faibles on était dans une période où la température était faible donc on peut penser que les paramètres orbitaux ont une influence sur la température. Donc les faibles valeurs des paramètres orbitaux entraînent un faible contraste entre les saisons et donc un refroidissement et une période glaciaire. En revanche les valeurs élevées des paramètres orbitaux entraînent un fort contraste entre les saisons et donc un réchauffement global. Nous pour simplifier on va s'intéresser qu'au paramètre obliquité. Donc l'hypothèse sera une obliquité élevée est à l'origine d'un refroidissement et une obliquité faible est à l'origine d'un réchauffement.

Alors pour tester cette hypothèse il faudrait faire une expérience disposer de deux Terres et sur l'une de ces deux Terres on appliquerait une obliquité minimum tandis que sur l'autre une obliquité maximum. Or bien évidemment nous n'avons pas deux Terres à notre disposition et nous ne pouvons pas non plus déterminer nous-mêmes l'obliquité que subit la Terre. Donc cette expérience est impossible et lorsqu'une expérience est impossible les scientifiques ont recours à des modèles et ici en l'occurrence il nous faudrait un modèle de climat. Les modèles de climat sont des logiciels qui tournent sur des super calculateurs ici le supercalculateur de Météo France et dans ces super calculateurs on fait tourner un logiciel qui contient les différentes équations de la physique de la chimie de la biologie. On a par exemple la conservation de l'énergie la conservation des masses les lois de la mécanique des fluides et grâce à ces logiciels et donc grâce à ces équations on peut simuler l'évolution du climat et faire jouer l'influence de différents paramètres pour résoudre des problèmes scientifiques.

Alors bien évidemment nous n'avons pas de supercalculateur à notre disposition donc nous on va utiliser un modèle de climat simplifié. Ici les modèles de climat utilisés par les scientifiques sont trop complexes pour nous. On va utiliser un modèle de climat qui s'appelle SIMCLIMAT et dans ce modèle la Terre est représentée comme un point ce qui simplifie grandement les calculs. Cependant ce sont les mêmes calculs qui tournent sur SIMCLIMAT que sur les modèles de climat.

Donc avec SIMCLIMAT qu'est-ce qu'on pourrait faire pour tester notre hypothèse que l'obliquité faible est à l'origine du refroidissement et que l'obliquité élevée est à l'origine du réchauffement. Et bien il faudrait faire une première simulation où on va fixer l'obliquité au minimum et une deuxième simulation où on va fixer l'obliquité au maximum. À ce stade avant même de lancer ces deux simulations il faudrait qu'on réfléchisse au résultat attendu. Les résultats attendus sont les conséquences vérifiables de nos deux simulations. Si effectivement notre hypothèse est correcte que l'obliquité faible entraîne le refroidissement on devrait observer dans la simulation 1 un refroidissement et si notre hypothèse est vraie et que l'obliquité élevée entraîne le réchauffement on devrait observer dans notre simulation 2 un réchauffement.

Alors lançons ces simulations. Donc dans le logiciel SIMCLIMAT on lance les simulations. On va mettre un état pré-industriel c'est-à-dire non perturbé par l'homme une durée de la simulation de 1000 ans. On va nommer notre première simulation obliquité minimum et donc le seul paramètre qu'on va changer sera l'obliquité. On mettra une valeur minimale et à cela on va rajouter notre deuxième simulation. Donc cette deuxième simulation on garde exactement les mêmes valeurs on va la nommer obliquité maximum et là on va bien faire attention à ne toucher à aucun autre paramètre que l'obliquité puisque c'est le paramètre que l'on souhaite tester. Donc on met l'obliquité maximale et on observe les résultats de nos simulations.

Donc voici les résultats des deux simulations. On voit différents graphiques mais tout d'abord intéressons-nous au graphique température. On observe que lorsque l'obliquité est minimum on a un refroidissement global tandis que lorsque l'obliquité est au maximum on a un réchauffement. Et bien ces résultats correspondent aux résultats attendus. Notre hypothèse est donc validée. On a bien l'obliquité faible qui diminue le contraste entre les saisons et qui provoque le refroidissement comme on peut le voir ici tandis que l'obliquité élevée qu'on avait fixée dans notre simulation 2 qui a bien provoqué le réchauffement et donc qui est bien responsable du réchauffement global.

On a donc transformé la relation de corrélation qu'on avait établie tout à l'heure en relation de causalité. Désormais on sait que c'est la diminution de l'obliquité qui est à l'origine du refroidissement global. Mais on veut en savoir plus. On veut maintenant savoir pourquoi la diminution de l'obliquité qui diminue le contraste entre les saisons est à l'origine du refroidissement. Donc comment expliquer que la diminution de l'obliquité et donc la diminution du contraste entre les saisons provoque le refroidissement.

Alors pour faire une hypothèse regardons les autres graphiques. Donc ce qu'on peut voir c'est que dans les deux simulations lorsque l'obliquité est au minimum on a la latitude à laquelle les calottes s'étendent qui a diminué. Cela veut dire que les calottes glaciaires ont descendu vers le sud donc se sont agrandies se sont étendues et ça on sait que les calottes qui renvoient la lumière puisqu'elles sont de couleur très claire de couleur blanche vont augmenter l'albédo et c'est bien ce qu'on observe dans ce graphique là. Donc là encore c'est un rappel d'enseignement scientifique puisque l'albédo vous le connaissez de l'enseignement scientifique. Tandis que lorsque l'obliquité est au maximum on voit que les calottes ont une surface qui a diminué et on voit que l'albédo a diminué.

Donc on va pouvoir faire une hypothèse en lien avec l'albédo de la Terre. Donc l'hypothèse qu'on va faire c'est que la diminution de l'obliquité en diminuant le contraste entre les saisons a augmenté la surface de glace ce qui a augmenté donc l'albédo et en augmentant l'albédo la Terre a perdu davantage d'énergie et s'est refroidie.

Alors pour tester cette hypothèse on va pouvoir faire une première simulation où on va fixer l'obliquité au minimum ce sera notre simulation contrôle et dans la deuxième simulation on va aussi fixer l'obliquité au minimum par contre on va débrancher l'albédo on va maintenir un albédo constant. On voit bien que cette simulation va vraiment nous permettre de tester notre hypothèse puisque nous notre hypothèse c'est que la diminution de l'obliquité en augmentant l'albédo provoque le refroidissement or si on fixe l'albédo constant si notre albédo est constant ici et bien l'augmentation de l'albédo ne pourra pas avoir lieu et donc le refroidissement non plus. Donc on a bien ici la comparaison de ces deux simulations qui va bien nous permettre de tester cette hypothèse que c'est l'augmentation de l'albédo qui est à l'origine du refroidissement.

Donc on peut comme tout à l'heure réfléchir au résultats qu'on attendrait avec cette simulation. Donc dans la simulation 1 avec l'obliquité au minimum on s'attend à un refroidissement. Ben de toute façon on le sait on l'a vu dans la précédente simulation. Par contre si notre hypothèse est correcte et que c'est bien l'augmentation de l'albédo qui provoque le refroidissement si dans notre simulation on fixe l'albédo constant on devrait pas observer le refroidissement.

Alors alors allons-y faisons notre simulation. Donc dans la première simulation le seul paramètre qu'on change c'est l'obliquité on la fixe au minimum. Dans la deuxième simulation on fixe également l'obliquité au minimum mais cette fois-ci on met un albédo constant. Voilà les résultats de ces deux simulations. En bleu ici avec l'obliquité au minimum on retrouve notre refroidissement qu'on avait vu tout à l'heure. Tandis qu'avec obliquité minimum et albédo constant on voit que la température n'a pas varié. Et bien c'est exactement les résultats qu'on attendait avec la simulation 1 obliquité minimum on s'attendait à un refroidissement et on a vu un refroidissement. Avec la simulation 2 lorsque l'albédo est constant on a vu une absence de refroidissement la température globale n'a pas varié. C'est bien la preuve que c'est bien l'augmentation de l'albédo qui provoque le refroidissement puisque lorsqu'on fixe l'albédo constant on n'a pas le refroidissement. L'hypothèse est donc validée. C'est bien l'augmentation de l'albédo provoqué par la diminution de l'obliquité qui est à l'origine du refroidissement.

Alors faisons le bilan. Nous avons pu voir que la diminution de l'obliquité est à l'origine d'une diminution du contraste entre les saisons. On aura une moins grande différence de température entre l'hiver et l'été et les étés seront donc plus frais. Ce qui veut dire que les glaces et les neiges qui se seront formées pendant l'hiver lors de l'été comme les étés seront plus frais n'auront pas le temps de fondre complètement et vont s'accumuler d'année en année. Et d'année en année l'étendue de glace notamment au niveau des pôles va augmenter. Donc une extension des calottes polaires. Cette extension des calottes polaires comme les calottes polaires sont claires on va avoir une augmentation de l'albédo. On aura davantage d'énergie qui sera renvoyée vers l'espace et donc la Terre va perdre davantage d'énergie provoquant le refroidissement global. Sauf que comme ça provoque un refroidissement global il fait de plus en plus froid et comme il fait de plus en plus froid les calottes polaires vont s'étendre encore plus et en s'étendant encore plus l'albédo va augmenter encore plus la Terre va perdre encore plus d'énergie ce qui va encore amplifier le refroidissement et cetera et cetera. On a ici une boucle de rétroaction une rétroaction positive. Le refroidissement qui est provoqué par l'extension des calottes stimule lui-même l'extension des calottes. On a un retour sur la propre cause du refroidissement. Ce refroidissement est amplifié par l'extension des calottes qui va encore amplifier le refroidissement. C'est une rétroaction positive. Cette rétroaction positive on la nomme la rétroaction positive de l'albédo puisqu'on a bien déterminé que c'était l'augmentation de l'albédo qui était à l'origine du refroidissement global et donc de la période glaciaire.

Mais ce n'est pas la seule rétroaction qui s'opère dans ce cas-là. L'autre rétroaction je n'ai pas le temps de la démontrer mais il s'agit d'une rétroaction qui concerne le CO2. Si on regarde ce document on peut voir que dans la simulation avec l'obliquité minimum on a la concentration de CO2 qui a diminué au cours du temps tandis que lorsque l'obliquité est au maximum on a la concentration de CO2 qui a augmenté. Comment on peut expliquer cela et bien grâce au cycle du carbone encore une fois que vous avez pu voir en enseignement scientifique. On voit ici qu'il y a des échanges entre deux réservoirs le réservoir de carbone atmosphère dans lequel le carbone est sous forme gazeuse notamment sous forme de CO2 le dioxyde de carbone mais également le réservoir océan dans lequel le CO2 donc le dioxyde de carbone est sous forme dissoute et on a des flux de carbone entre ces deux réservoirs. Dans un sens quand le carbone va de l'atmosphère à l'océan c'est la dissolution. Le CO2 atmosphérique va être dissous dans l'eau des océans. En revanche le flux qui est dans l'autre sens que l'on nomme dégazage c'est lorsque le CO2 qui est dissous dans les océans est dégazé vers l'atmosphère et donc augmente la proportion de carbone atmosphérique. Il y a un équilibre entre ces deux flux et cet équilibre il dépend de la température. Lorsqu'il fait très chaud les océans ont tendance à dégazer davantage de carbone vers l'atmosphère tandis que lorsqu'il fait très froid l'atmosphère a tendance à dissoudre davantage de carbone dans les océans. Donc ces deux flux de carbone la dissolution le dégazage dépendent de la température. Lorsqu'il fait froid on a davantage de dissolution et l'océan va se comporter comme un puits de carbone en pompant le carbone de l'atmosphère tandis que lorsqu'il fait chaud on a davantage de dégazage et l'océan va libérer du carbone dans l'atmosphère. Et bien comme on a vu ici qu'on a un refroidissement ce refroidissement va être à l'origine d'une augmentation de la solubilité du CO2 dans l'océan. Donc l'océan va piéger de grandes quantités de carbone atmosphérique principalement de grandes quantités de CO2. Donc dans l'atmosphère on va avoir de moins en moins de CO2 or le CO2 on le sait est un des gaz responsables du mécanisme d'effet de serre et si on a de moins en moins de CO2 dans l'atmosphère l'intensité de l'effet de serre va diminuer intensifiant encore le refroidissement. On a donc encore une fois une boucle de rétroaction positive. Elle s'autostimule puisque la diminution de l'effet de serre en provoquant le refroidissement va encore augmenter la solubilité du CO2 dans l'océan et l'océan à chaque fois piègera davantage de carbone. Et ces deux boucles de rétroaction que ce soit la boucle de rétroaction positive liée à l'albédo ou la boucle de rétroaction positive liée à la solubilité du CO2 ce sont ces deux boucles de rétroaction qui sont responsables de l'entrée en période glaciaire.

Alors je vous rappelle dans toutes nos démonstrations jusqu'à présent nous n'avons parlé que de l'obliquité mais comme on a vu tout à l'heure que l'obliquité l'excentricité la précession avaient tous une influence sur le contraste entre les saisons on aurait pu faire exactement les mêmes observations et les mêmes démonstrations pour les autres paramètres orbitaux. Par conséquent on peut dire que lorsque les valeurs des paramètres orbitaux sont au minimum obliquité au minimum ou précession au minimum ou excentricité au minimum ou alors tous au minimum ce sera à l'origine d'une diminution du contraste entre les saisons et donc d'une extension des calottes et de tout ce qu'on a précisé jusqu'à présent.

À l'inverse si on a des valeurs élevées des paramètres orbitaux ça on en a pas parlé mais lorsque l'obliquité est au maximum ou l'excentricité au maximum ou la précession est au maximum on a pu voir que le contraste entre les saisons était très marqué avec de grandes différences de température entre des hivers très froids et des étés très chauds. Et les étés très chauds font fondre totalement les neiges et les glaces qui se seront formées pendant l'hiver et donc d'année en année avec ces étés très chauds on va faire fondre à chaque fois de plus en plus de glace et de neige et les calottes polaires vont avoir une surface qui va diminuer au cours du temps et donc l'albédo va diminuer. La Terre renverra chaque année moins d'énergie que l'année précédente puisque la surface des calottes diminue. Comme la Terre perd de moins en moins d'énergie ben elle va se réchauffer et en se réchauffant ça va faire fondre d'autant plus les calottes polaires diminuant encore plus l'albédo augmentant encore plus le réchauffement. Et comme on a pu le voir tout à l'heure le réchauffement a tendance à amplifier le dégazage du CO2 de l'océan vers l'atmosphère. Donc la solubilité du CO2 dans l'océan diminue l'océan dégage du CO2 dans l'atmosphère donc l'atmosphère se retrouve avec de grandes concentrations de dioxyde de carbone ce qui va amplifier le mécanisme d'effet de serre ce qui va également amplifier le réchauffement global et c'est tout ça qui va être à l'origine des périodes interglaciaires dont on avait parlé précédemment. On a pu voir qu'au Quaternaire les boucles de rétroaction positives de l'albédo et de la solubilité du CO2 étaient responsables de cette alternance qu'on a pu voir tout à l'heure entre les périodes glaciaires et les périodes interglaciaires.

Bien le Quaternaire n'est pas la seule période où le climat a varié comme on a pu le voir tout à l'heure le climat a également varié depuis que la Terre existe. Comment on le sait mais grâce à différents indices que ce soit le delta O18 des carbonates ou encore les indices paléontologiques avec des espèces typiques de climat chaud ou des espèces typiques de climat froid. Ici un crocodilien qu'on peut assimiler plutôt à un climat tropical lorsqu'on en retrouve on identifiera donc un climat local plutôt chaud ou encore des indices glaciaires qu'on peut retrouver à différentes époques qui vont nous indiquer des climats plutôt froids. Ces différents indices lorsqu'ils convergent nous indiquent donc des variations globales de la température.

Et on va en parler brièvement notamment en commençant par le Paléozoïque et plus précisément par la période entre le Carbonifère et le Permien. Entre le Carbonifère et le Permien les scientifiques ont interprété une période plutôt froide voire une période très froide une grande glaciation. Les scientifiques expliquent cette grande glaciation entre le Carbonifère et le Permien par deux phénomènes principaux. Le premier est l'altération importante de la chaîne hercinienne. Alors la chaîne hercinienne est une grande chaîne de montagne du Paléozoïque mais également l'autre cause évoquée par les scientifiques pour expliquer ce refroidissement global et la fossilisation importante de matière organique. Alors quel est le rapport entre l'altération importante d'une grande chaîne de montagne la fossilisation importante de matière organique et ce refroidissement que l'on observe au Paléozoïque et bien là encore c'est le cycle du carbone qui va nous permettre de comprendre le lien entre ces deux phénomènes ces deux processus et le refroidissement global au Paléozoïque.

Commençons par l'altération continentale. Et bien l'altération continentale comme on peut le voir sur ce cycle du carbone c'est un flux de carbone de l'atmosphère à la lithosphère. Pourquoi et bien la chaîne de montagne en subissant des réactions chimiques d'altération comme l'hydrolyse par exemple on voit bien que l'hydrolyse va consommer du CO2 va consommer du carbone et donc va pomper le carbone qui est dans l'atmosphère provoquant ainsi une diminution de la concentration de CO2 atmosphérique. La fossilisation importante et bien la fossilisation importante c'est lorsque la matière organique contenue dans les êtres vivants se fossilise c'est-à-dire est enfouie dans le sol. Cette matière organique des êtres vivants elle contient du carbone. Pourquoi et bien ce carbone il provient de l'atmosphère et il est rentré dans la biosphère par le processus de photosynthèse. Donc lorsqu'on a une fossilisation importante de matière organique au final on a un flux de carbone de l'atmosphère à la lithosphère et donc une consommation importante du carbone atmosphérique. On a donc ici deux phénomènes l'altération importante de la chaîne hercinienne et la fossilisation importante qui sont deux phénomènes de flux de l'atmosphère à la lithosphère et donc deux phénomènes qui consomment d'importantes quantités de CO2 et qui vont être à l'origine d'une importante diminution de la concentration de CO2 atmosphérique. On le sait le CO2 est responsable du mécanisme d'effet de serre et donc si on a une diminution de la concentration de CO2 atmosphérique l'effet de serre va diminuer provoquant le refroidissement identifié au Paléozoïque.

Maintenant on va parler d'une période un peu plus récente mais elle reste quand même très lointaine c'est le Mésozoïque et on voit ici au Jurassique Crétacé et même au tout début du Cénozoïque aux Tertiaire une augmentation de la température un réchauffement global. Ce réchauffement global les scientifiques l'interprètent par l'augmentation de l'activité des dorsales. Les dorsales sont des zones magmatiques et donc volcaniques qui en augmentant le volcanisme sont responsables du réchauffement observé au Mésozoïque. Quel est le lien entre l'augmentation du volcanisme et le réchauffement au Mésozoïque. Encore une fois grâce au cycle de carbone on peut comprendre ce lien puisque le volcanisme présenté ici est un flux de carbone entre le réservoir lithosphère et le réservoir atmosphère et donc un volcanisme important va augmenter la quantité de CO2 atmosphérique et donc augmenter l'effet de serre ce qui va être à l'origine du réchauffement global observé au Mésozoïque.

Et enfin au cours du Cénozoïque donc qui commence à partir d'ici de 65 millions d'années mais on voit ici plus précisément à partir de 50 millions d'années un refroidissement global une tendance au refroidissement. Et bien ce refroidissement global les scientifiques l'expliquent par l'altération importante d'une chaîne de montagne. Tout à l'heure au Paléozoïque cette glaciation on avait vu que c'était la chaîne hercinienne qui subissait une importante altération et bien au Cénozoïque ce n'est plus la chaîne hercinienne elle est altérée depuis bien longtemps ce sont les chaînes des Alpes et les chaînes de l'Himalaya qui commencent à subir une altération importante et on a vu que l'altération des chaînes de montagne était un flux de carbone de l'atmosphère à la lithosphère et donc responsable d'une diminution de la quantité de CO2 atmosphérique d'une diminution du mécanisme de l'effet de serre et donc d'un refroidissement.

Donc pour conclure ces différentes variations du climat observé au Paléozoïque Mésozoïque et Cénozoïque on aurait pu également les démontrer avec le modèle de climat SIMCLIMAT parce que dans SIMCLIMAT on peut faire varier l'altération continentale l'intensité de la fossilisation ou encore l'intensité du volcanisme mais par souci de temps nous ne l'avons pas fait. On a pu voir que les climats ont pu être reconstitués grâce à différents indices et lorsqu'ils convergent ces indices il nous donnent une bonne indication des paléotempératures de la Terre. On a pu voir également que la Terre avait subi de grandes variations de température. Actuellement elle subit un réchauffement. Ce réchauffement il est exceptionnel par sa rapidité par sa fulgurance puisque ici les variations de température on voit qu'elles mettent des centaines de millions d'années à se produire ici des millions d'années mais ici on parle d'un réchauffement qui a eu lieu en un siècle seulement. Donc c'est la fulgurance du réchauffement climatique actuel qui le rend exceptionnel. Enfin on a pu voir que pour identifier les causes des variations des climats du passé il était nécessaire d'avoir les bases scientifiques de la compréhension du système climatique notamment la bonne compréhension du bilan radiatif de la Terre avec le mécanisme d'effet de serre ou encore l'albédo mais également on a pu voir que le cycle du carbone nous permettait de comprendre beaucoup de choses. Enfin on a pu voir l'importance des modèles climatiques qui nous permettent de reconstituer et de comprendre les variations du climat au passé mais également de comprendre les futurs changements du climat et donc les enjeux du réchauffement climatique actuel sur la biodiversité et sur l'être humain. Grâce à ces enjeux des mesures d'atténuation ou d'adaptation peuvent être mises en place pour affronter le réchauffement climatique que nous subissons actuellement. Je vous remercie d'avoir suivi cette vidéo sur la reconstitution des climats du passé de la Terre. Hey hey.