Paléoclimatologie. 1 , Trouver, dater et interpréter les indices

Auteur(s) :

Duplessy, Jean-Claude (1942-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Ce premier volume permet de découvrir les techniques de reconstruction des climats passés et leur cadre chronologique : méthode au carbone 14, archives glaciaires, méthode argon-potassium, etc.

Autre(s) auteur(s)
- Ramstein, Gilles
Éditeur(s)
- EDP sciences
- CNRS Editions
Date
- 2013
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (450 p.) ; 23 x 16 cm
Collections
- Savoirs actuels
Sujet(s)
- Paléoclimatologie
ISBN
- 978-2-7598-0740-6
Indice
- 550.73 Climatologie
Quatrième de couverture
- Le climat de la Terre change, n'a cessé de changer au cours des temps et continuera de le faire dans l'avenir. Comprendre l'évolution du climat de la Terre et ses multiples variations n'est pas seulement un défi académique. C'est aussi un préalable indispensable pour mieux cerner le climat futur et ses incidences possibles sur la Société de demain. Jean-Claude Duplessy et Gilles Ramstein ont rassemblé une cinquantaine de chercheurs parmi les plus actifs de leur discipline pour présenter dans un premier volume les bases des techniques de reconstructions des climats passés leur cadre chronologique. Dans un second volume, les auteurs montrent les approches les plus modernes pour reconstituer le fonctionnement du système climatique dans le passé à partir d'observations et de modèles. Ce livre permettra à tous ceux qui veulent se forger leur propre opinion d'acquérir l'information indispensable pour se faire une idée objective du climat, de ses variations passées et futures, afin de juger avec le recul nécessaire de l'importance du changement climatique en cours.
Tables des matières
- - Paléoclimatologie
  - Enquête sur les climats anciens
  - Jean-Claude Duplessy/Gilles Ramstein
  - Savoirs Actuels EDP Sciences/CNRS Éditions
  - Biographie iii
  - Préface v
  - Avant-propos xix
  - Introduction xxiii
  - 1 Le système climatique : son fonctionnement et son histoire 1
  - 1.1 L'évolution du climat2
  - 1.1.1 Définition du climat2
  - 1.1.2 L'évolution passée du climat2
  - 1.2 Les mécanismes du climat4
  - 1.2.1 Le bilan radiatif de la Terre4
  - 1.2.1.1 L'effet de serre4
  - 1.2.1.2 Le cycle de l'eau6
  - 1.2.2 Les variations associées au Soleil7
  - 1.2.2.1 Les cycles solaires7
  - 1.2.2.2 Les variations lentes du mouvement de la Terre autour du Soleil9
  - 1.2.2.3 L'évolution du Soleil11
  - 1.2.3 Reconstruire l'histoire de la composition de l'atmosphère11
  - 1.3 L'atmosphère15
  - 1.3.1 Les grandes caractéristiques de la circulation atmosphérique15
  - 1.3.2 Vapeur d'eau, nuages et précipitations17
  - 1.3.3 Reconstruire les variations des précipitations18
  - 1.3.4 Les modes de variabilité de l'atmosphère19
  - 1.4 Les océans23
  - 1.4.1 Les grandes caractéristiques des océans23
  - 1.4.2 La circulation océanique24
  - 1.4.3 Reconstruire la circulation océanique dans le passé25
  - 1.4.4 El Niño, du jeu des interactions entre l'atmosphère et les océans26
  - 1.5 La biosphère terrestre et marine28
  - 1.5.1 La distribution géographique de la biosphère28
  - 1.5.2 Le rôle de la biosphère29
  - 1.5.3 Biosphère passée et paléoclimats30
  - 1.6 La cryosphère31
  - 1.6.1 Le rôle de la cryosphère32
  - 1.6.2 Cryosphère passée et paléoclimats33
  - 1.7 La lithosphère : les grandes échelles de temps35
  - 1.8 Le système climatique36
  - 2 Introduction à la géochronologie 41
  - 3 Le carbone-14 45
  - 3.1 Principe de la méthode radiocarbone46
  - 3.1.1 La découverte de la méthode46
  - 3.1.2 Établissement du principe de la méthode de datation48
  - 3.1.3 Estimation de la période et premières datations50
  - 3.1.4 Principe de la méthode50
  - 3.1.5 Validité des hypothèses et définition d'un standard de référence d'atmosphère51
  - 3.2 Calibration des âges ¹⁴C56
  - 3.2.1 Méthodes et résultats56
  - 3.2.2 Exemples de l'apport d'une calibration précise des âges carbone-1459
  - 3.2.2.1 La datation de l'éruption de Santorin59
  - 3.2.2.2 Le schéma de bascule du transfert nord-sud de chaleur60
  - 3.2.3 Les âges apparents61
  - 3.2.3.1 Milieux océaniques : les âges de ventilation et les âges réservoirs61
  - 3.2.3.2 Milieux continentaux : les effets d'eau dure et le carbone mort64
  - 3.3 Le carbone-14 traceur des échanges entre les différents réservoirs de carbone66
  - 3.3.1 Exemples de simulation de la circulation océanique moderne67
  - 3.3.2 Paléocirculation océanique69
  - 3.3.3 Minéralisation de la matière organique des sols70
  - 3.4 Traitements des échantillons et calculs d'âge carbone-1473
  - 3.4.1 Traitement physico-chimique74
  - 3.4.2 Détermination d'un âge carbone-1474
  - 3.5 Quelques exemples de perturbations post-dépôts des âges carbone-1475
  - 4 Méthodes ⁴⁰K/⁴⁰Ar et ⁴⁰Ar/³⁹Ar 83
  - 4.1 Principes de la méthode K-Ar85
  - 4.1.1 Schéma de désintégration radioactive du ⁴⁰K85
  - 4.1.2 L'équation d'âge85
  - 4.1.3 Fonctionnement de l'horloge potassium-argon87
  - 4.1.4 Matériaux datables et gamme d'âges89
  - 4.2 La méthode de datation K-Ar sans traceur90
  - 4.2.1 Sélection et préparation des échantillons90
  - 4.2.2 La détermination de ⁴⁰Ar*90
  - 4.2.3 Exemple de calcul d'âge95
  - 4.3 La méthode ⁴⁰Ar/³⁹Ar : principes généraux97
  - 4.3.1 L'équation d'âge97
  - 4.3.2 Les corrections d'argon atmosphérique et d'interférence de masse99
  - 4.3.3 Les spectres d'âges101
  - 4.3.4 La méthode au grain par grain102
  - 4.3.5 Les isochrones102
  - 4.3.6 Sélection et préparation des échantillons104
  - 4.3.7 Analyse spectrométrique105
  - 4.3.8 Calcul d'âge105
  - 4.4 Avantages et inconvénients des méthodes ⁴⁰K/⁴⁰Ar et ⁴⁰Ar/³⁹Ar107
  - 4.4.1 Application : exemple de la datation de l'événement de Laschamp107
  - 5 Datation des coraux et autres échantillons géologiques par le déséquilibre entre les isotopes de l'uranium et du thorium 113
  - 5.1 Méthodologie de la datation ²³⁰Th/²³⁸U115
  - 5.1.1 Principe de la datation ²³⁰Th/²³⁸U115
  - 5.1.2 Sélection d'un corail en vue de la datation ²³⁰Th/²³⁸U118
  - 5.1.3 Procédure chimique119
  - 5.1.4 Mesure physique par spectrométrie de masse120
  - 5.2 Limitations de la méthode121
  - 5.2.1 Le recul du noyau et le système de datation dit «ouvert»123
  - 5.2.2 Le système ouvert : modèle empirique127
  - 5.3 Estimer le changement du niveau marin à partir des coraux tropicaux129
  - 5.4 Autres échantillons géologiques datables par la méthode U/Th132
  - 5.5 Conclusion133
  - 6 Stratigraphie magnétique du million au millier d'années 137
  - 6.1 L'établissement de l'échelle des polarités magnétiques141
  - 6.1.1 Premières mesures couplées aimantation des roches volcaniques - datation K/Ar ; échelle de McDougall et Tarling et de Mankinen et Dalrymple pour le Plio-Pleistocène141
  - 6.1.2 Stratigraphie magnétique dans les séries sédimentaires plio-pleistocène142
  - 6.1.3 Les anomalies magnétiques en mer et l'échelle des polarités magnétiques de Heirtzler144
  - 6.1.4 L'échelle de Cande et Kent146
  - 6.1.5 La calibration astronomique de l'échelle des polarités147
  - 6.1.6 Principe et pratique de la magnétostratigraphie149
  - 6.1.7 Une étude magnétostratigraphique exemplaire : les séquences Siwalik au Pakistan150
  - 6.2 Les excursions géomagnétiques et l'échelle des instabilités magnétiques (GITS)152
  - 6.2.1 Découverte des excursions géomagnétiques152
  - 6.2.2 Une échelle des instabilités géomagnétiques ?153
  - 6.3 Stratigraphie magnétique basée sur les variations de l'intensité du champ géomagnétique155
  - 6.3.1 Introduction155
  - 6.3.2 Une corrélation sédiment-glaces polaires158
  - 6.3.3 Implications paléo-océanographiques des corrélations magnétiques longue distance à haute résolution160
  - 6.4 Conclusions164
  - 7 La dendrochronologie 169
  - 7.1 Un peu de botanique et d'écologie170
  - 7.2 L'interdatation171
  - 7.3 Extension temporelle et spatiale174
  - 7.4 Contribution à la calibration du ¹⁴C175
  - 8 La datation des archives glaciaires 181
  - 8.1 Différence âge gaz-âge glace182
  - 8.1.1 Introduction182
  - 8.1.2 Modélisation de la densification du névé184
  - 8.1.3 Utilisation des isotopes ¹⁵N et ⁴⁰Ar des bulles185
  - 8.1.4 Synchronisation de deux forages186
  - 8.2 Le comptage des couches annuelles187
  - 8.3 La reconnaissance d'horizons datés189
  - 8.3.1 Les horizons volcaniques189
  - 8.3.2 Les événements de Dansgaard-Oeschger191
  - 8.3.3 Les variations du champ magnétique et de l'activité solaire192
  - 8.4 Calage orbital et indicateurs de l'insolation locale194
  - 8.5 La modélisation de l'écoulement195
  - 8.5.1 Évaluation de l'accumulation de surface196
  - 8.5.2 Modèles d'écoulement de la glace196
  - 8.5.3 Les limites de la modélisation197
  - 8.6 La méthode inverse : une approche fédérative198
  - 8.7 Conclusion201
  - 9 Comment reconstituer la physique et la circulation de l'atmosphère ? 205
  - 9.1 Interprétation des enregistrements, limites et incertitudes208
  - 9.1.1 Les incertitudes de l'échelle temporelle209
  - 9.1.2 Les incertitudes liées aux indicateurs géochimiques : le cas particulier de la composition isotopique des précipitations211
  - 9.1.3 Les incertitudes liées aux indicateurs biologiques214
  - 10 Interface air-glace : les glaces polaires 219
  - 10.1 Indices de fusion et température du trou de forage220
  - 10.2 Isotopes stables de l'eau et température220
  - 10.3 Isotopes stables de l'air et température225
  - 10.4 Conclusions226
  - 11 Interface air-végétation : le pollen 229
  - 11.1 De la production pollinique au sédiment229
  - 11.2 Le diagramme pollinique230
  - 11.3 La reconstruction du climat232
  - 12 Interface air-sol : les séquences loessiques, marqueurs de la circulation atmosphérique 237
  - 12.1 Présentation des loess237
  - 12.2 Les loess comme source d'indicateurs paléoclimatiques238
  - 12.2.1 Les indicateurs sédimentologiques238
  - 12.2.2 Les indicateurs géochimiques241
  - 12.2.3 Les indicateurs géophysiques243
  - 12.2.4 Les indicateurs biologiques243
  - 12.3 Un exemple européen : la séquence de Nussloch dans la vallée du Rhin245
  - 13 Interface air-sol : reconstitution des paléoclimats avec les spéléothèmes 249
  - 13.1 Les spéléothèmes : description, répartition, formation et préservation249
  - 13.2 Croissance et chronologie des spéléothèmes250
  - 13.3 Reconstruction paléoclimatique : approche qualitative252
  - 13.4 Reconstruction paléoclimatique : approche quantitative255
  - 13.5 Conclusion258
  - 14 Interface air-lac : les ostracodes des lacs tempérés 261
  - 14.1 Principe261
  - 14.2 Transfert de la signature isotopique des précipitations vers les lacs262
  - 14.3 Les effets isotopiques lacustres263
  - 14.4 Étude hydrologique des lacs et choix des lacs263
  - 14.5 La composition isotopique des carbonates lacustres265
  - 14.6 Exemple de résultat : comparaison lac Ammersee / Groenland266
  - 15 Interface végétation-atmosphère : les cernes d'arbre 269
  - 15.1 L'approche dendroclimatique269
  - 15.2 L'analyse dendro-isotopique273
  - 16 Interface air-végétation : un exemple d'utilisation de données historiques sur les vendanges 281
  - 16.1 Les séries historiques de dates de vendanges282
  - 16.2 Reconstruction des températures printano-estivales à partir des dates de vendanges282
  - 16.3 Limites de ces reconstructions : les effets anthropiques285
  - 17 Interface air-sols : les traceurs sédimentologiques des lacs tropicaux 287
  - 17.1 Variabilité hydrologique intertropicale en Afrique288
  - 17.2 Sahara, Kalahari et zone arides : des preuves discontinues d'inversions hydrologiques288
  - 17.3 Zone (sub-)équatoriale : changements d'activité et de position de la ZCIT290
  - 17.4 L'anthropisation récente des archives climatiques : une preuve et un outil pour évaluer les impacts du développement local et régional291
  - 18 Interface air-eau : les diatomées des lacs tropicaux et la modélisation hydrologique 295
  - 18.1 Sélection du site et collection du matériel296
  - 18.2 Reconstruction des conditions paléohydrologiques298
  - 18.3 Interprétation climatique et estimation des paléoprécipitations300
  - 19 Interface air-glace : les glaciers tropicaux 305
  - 19.1 Les marqueurs paléoclimatiques306
  - 19.2 Quelques résultats importants de l'interprétation des enregistrements isotopiques andins307
  - 20 L'évolution de l'océan et du climat, les données de la paléocéanographie 313
  - 20.1 Introduction : le développement des outils et des concepts313
  - 20.2 Température de l'eau de surface317
  - 20.2.1 Distribution des faunes et flores marines318
  - 20.2.2 Méthodes géochimiques321
  - 20.2.2.1 Traceurs organiques321
  - 20.2.2.2 Traceurs chimiques322
  - 20.2.2.3 Traceurs isotopiques323
  - 20.3 Salinité et densité de l'eau de surface325
  - 20.3.1 Stratégie pour estimer la salinité dans le passé326
  - 20.3.2 L'estimation de la température à laquelle les foraminifères sécrètent leur coquille327
  - 20.3.3 Détermination de la composition isotopique de l'eau où les foraminifères ont vécu328
  - 20.3.4 Passer des paléo-compositions isotopiques de l'eau aux paléosalinités330
  - 20.3.4.1 Causes des variations passées de la salinité330
  - 20.3.4.2 Calcul pratique des paléosalinités331
  - 20.3.4.3 Estimation de l'erreur sur l'estimation331
  - 20.3.5 Un exemple en Atlantique Nord pour le dernier maximum glaciaire332
  - 20.4 Reconstitution de l'hydrologie de l'océan profond332
  - 20.4.1 Les grands traits de la circulation actuelle332
  - 20.4.2 Reconstituer les températures et les salinités des eaux profondes334
  - 20.4.2.1 Rechercher comme référence une zone dont la température n'a pas varié335
  - 20.4.2.2 Estimer la température indépendamment de la formule des paléotempératures336
  - 20.4.2.3 Rechercher la signature géochimique des eaux anciennes dans les eaux interstitielles336
  - 20.4.2.4 Mettre en évidence des gradients forts séparant deux masses d'eau336
  - 20.4.3 Reconstituer la circulation des eaux profondes337
  - 20.4.3.1 Reconstituer les lignes de courant à partir du Delta¹³C des foraminifères benthiques337
  - 20.4.3.2 Utiliser les éléments trace des foraminifères benthiques338
  - 20.4.3.3 Reconstituer la dynamique des masses d'eau340
  - 20.5 Les grands domaines de la paléocéanographie341
  - 20.5.1 De «l'âge de l'effet de serre» aux «âges de glace»342
  - 20.5.2 La «Révolution du Pleistocène moyen» et la mise en place des cycles de 100 ka344
  - 20.5.3 Le dernier maximum glaciaire345
  - 20.5.4 La dernière déglaciation347
  - 20.5.5 Les périodes interglaciaires, l'Holocène et le dernier millénaire350
  - 20.5.5.1 L'interglaciaire marin 5.5 ou Éemien350
  - 20.5.5.2 L'Holocène352
Origine de la notice:
- Electre