Chapitre 1 : Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées
Réchauffement climatique: depuis 150 ans, réchauffement d'environ 1°C, causé par des activités humaines telles que la combustion d'énergie fossile, déforestation, et agriculture intensive qui augmentent les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Effet de serre: Les gaz à effet de serre (GES), tels que le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), et le protoxyde d'azote (N₂O) retiennent le rayonnement infrarouge, causant une augmentation de la température de la surface terrestre. Un retour d'énergie vers la surface contribue à renforcer ce phénomène.
I. Le climat du quaternaire
Évolution du climat depuis 150 ans: réchauffement rapide et anormal, avec des impacts visibles tels que la montée du niveau de la mer, l'acidification des océans, et des événements météorologiques extrêmes.
Périodes glaciaires: entre -120000 ans et -11000 ans, durant lesquelles il y avait des températures significativement plus basses et des glaciers s'étendant sur de grandes régions. Les indices préhistoriques et paléo-écologiques, comme les carottes de glace et les sédiments océaniques, permettent d'étudier ces variations.
Cycles de Milankovitch: ces cycles, dus aux variations de l'orbite terrestre et de l'inclinaison de l'axe, influencent le climat en modifiant la quantité de lumière solaire reçue. Ces variations entraînent des rétroactions, positives et négatives, en relation avec des phénomènes comme l'albédo (réflectivité de la surface) et la solubilité du CO₂ dans les océans.
II. Évolution du climat à l'échelle du cénozoïque
Général: le cénozoïque se caractérise par un refroidissement global, avec plusieurs glaciations ayant eu lieu, notamment durant l'ère quaternaire.
Facteurs: l'altération des roches expose un plus grand volume de carbonate et de silicate à la météorisation, ce qui affecte le cycle du carbone. Les modifications de la circulation océanique, influencées par la tectonique des plaques, jouent également un rôle crucial.
Indices: le rapport isotopique du Delta 18 et les traces moraines, laissées par le retrait des glaciers, sont des témoignages précieux de ces changements.
III. Évolution du climat à l'échelle du mésozoïque
Période: Crétacé, marqué par un réchauffement global.
Indices géologiques: l'absence de glaces aux pôles, ainsi que la présence de fossiles de plantes tropicales dans des latitudes élevées, indiquent des températures plus élevées.
Indicateurs: haute teneur en CO₂ révélée par l'analyse des carottes de sédiments, souvent associée à une activité volcanique intense.
IV. Évolution du climat à l'échelle du paléozoïque
La glaciation au cours du Carbonifère-Permien est notable, coïncidant avec des taux de CO₂ bas comparativement aux périodes précédentes et suivantes.
Des modifications géochimiques, telles que le piégeage du CO₂ par des procédés chimiques et la fossilisation de la biomasse, ont contribué à ces fluctuations climatiques.
Notions fondamentales
Effet de serre, cycle du carbone, cycles orbito-taux, albédo, principe d'actualisme, rapports isotopiques (delta 180) sont des concepts clés pour comprendre les dynamiques climatiques à travers les âges.