PALÉOCLIMATOLOGIE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Les indicateurs paléoclimatiques

De même que l'étude des climats modernes repose sur l'analyse statistique d'observations directes et utilise les techniques instrumentales de la météorologie, la paléoclimatologie fait appel à l'analyse statistique d'événements inférés d'indicateurs climatiques. C'est ainsi que de la présence au Groenland de feuilles de palmiers fossiles on déduit que les conditions y furent jadis plus clémentes. Si l'on trouve des os de rennes dans une grotte du Périgord, on en conclura que cette région a connu un climat plus rigoureux qu'aujourd'hui. Tout le travail des paléoclimatologues va consister en un effort incessant pour affiner ces déductions qualitatives et même obtenir des estimations chiffrées de températures ou de toute autre caractéristique des climats anciens.

Géomorphologie et pédologie

Tout un ensemble d'observations simples peuvent conduire à une reconstitution des conditions climatiques passées : la localisation et la datation des moraines abandonnées par les glaciers permettent de reconstituer la surface qu'ils occupaient à un moment donné. Les glaciologues sont ensuite capables de calculer leur épaisseur à l'aide de modèles prenant en compte les contraintes imposées par l'écoulement de la glace. C'est ainsi que l'on a pu déterminer qu'il y avait plus de quatre kilomètres de glace au-dessus du Canada il y a dix-huit mille ans. De la même façon, une cartographie des dunes fossiles a permis de déterminer l'énorme extension des déserts à cette époque.

Les pédologues s'intéressent tout particulièrement aux paléoclimats, car nombre de processus d'évolution des sols, une fois enregistrés, ne sont jamais totalement effacés. On distingue trois types principaux de phénomènes pédologiques suivant la latitude ou l'altitude :

– l'action du froid (gélifraction et solifluction), qui augmente des latitudes moyennes vers les pôles, mais qui décroît dans les régions de gel permanent ;

– le lessivage (décomposition chimique et dissolution des minéraux), qui s'accroît vers l'équateur, étant entretenu par l'activité biologique qui se situe essentiellement dans les latitudes chaudes et humides ;

– l'évaporation (responsable de la montée des solutions par capillarité et de la précipitation de croûtes dans les sols), qui concerne les régions ayant, pendant au moins une saison par an, un rapport évaporation/précipitations positif, et qui donne ainsi une excellente indication des types de climat subtropicaux dits méditerranéens et de savane.

Le sol est un milieu dynamique dans lequel tout changement de climat déclenche un régime biochimique et géochimique nouveau. Mais la réaction est souvent lente, si bien que la plupart des sols récents portent les traces des minéraux et des structures les plus stables hérités d'un précédent régime. Les anciens sols, appelés paléosols, sont donc d'une aide précieuse dans l'identification des climats anciens. Par exemple, la latérite, type particulier de paléosol qui domine le paysage en Afrique occidentale, en Amérique du Sud, en Australie et en Inde, est une cuirasse de fer née en deux temps : pédogenèse du milieu chaud et humide avec enrichissement en fer, puis évaporation et concentration du fer près de la surface sous forme de carapace. Un autre processus développe une croûte calcaire sous les latitudes « méditerranéennes ». Un troisième type, remarquable en Australie, engendre une croûte siliceuse appelée « silcrete ». On peut ajouter encore un quatrième type avec la bauxite, riche en aluminium et parfois en nickel, comme c'est le cas en Nouvelle-Calédonie.

Les isotopes de l'oxygène

D'un composé oxygéné à un autre, le rapport des abondances isotopiques 18O/16O présente de petites variations, exprimées par l'écart relatif en pour mille (δ 18O) de l'échantillon par rapport à un standard international :

Deux composés sont utilisés couramment pour reconstituer les paléoclimats : les glaces polaires et les carbonates.

Étant donné que les molécules H218O et H216O ont des tensions de vapeur différentes, le δ 18O des neiges décroît au fur et à mesure que la température de condensation de l'air diminue, tout comme la température de l'air au sol (fig. 1). On a pu ainsi retracer l'histoire du dernier cycle climatique aux hautes latitudes en mesurant les variations de δ 18O le long de carot [...]

Thermomètres isotopiques

Dessin : Thermomètres isotopiques

Les thermomètres isotopiques ; le d18O des neiges pour les températures négatives et, pour les températures positives, la différence : d18Ocarbonate - d18Oeau

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 13 pages

Médias de l’article

Évolution de la température moyenne à la surface de la Terre depuis sa formation

Évolution de la température moyenne à la surface de la Terre depuis sa formation
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Louis Agassiz

Louis Agassiz
Crédits : MPI/ Archive Photos/ Getty Images

photographie

Thermomètres isotopiques

Thermomètres isotopiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Fonctions de transfert

Fonctions de transfert
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 8 médias de l'article


Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., Centre des faibles radioactivités, Gif-sur-Yvette

Classification

Autres références

«  PALÉOCLIMATOLOGIE  » est également traité dans :

AFRIQUE (Structure et milieu) - Géologie

  • Écrit par 
  • Anne FAURE-MURET
  •  • 18 709 mots
  •  • 22 médias

Dans le chapitre « Les temps gondwaniens »  : […] Tandis que le vaste domaine saharien émerge et que la mer se réduit à une Téthys permienne baignant seulement sa marge nord-orientale, l'Afrique migre vers le pôle Sud. Le climat devient de plus en plus froid, une vaste calotte glaciaire s'installe sur le sud du continent. Cette période de glaciation inaugure une histoire commune à l'Afrique, à l'Amérique du Sud, à l'Antarctique, à l'Australie, à […] Lire la suite

ANTARCTIQUE

  • Écrit par 
  • Pierre CARRIÈRE, 
  • Edmond JOUVE, 
  • Jean JOUZEL, 
  • Gérard JUGIE, 
  • Claude LORIUS
  •  • 16 439 mots
  •  • 24 médias

Dans le chapitre « Les forages profonds »  : […] Les mesures et prélèvements effectués dans les bases établies sur la côte et à l'intérieur de l'Antarctique, complétés par ceux acquis lors de raids terrestres et désormais par des observations satellitaires de plus en plus nombreuses, permettent d'avoir une bonne connaissance des conditions climatiques (températures, vents, précipitations) et environnementales (composition de l'atmosphère) qui rè […] Lire la suite

ARCHÉOLOGIE (Méthodes et techniques) - L'archéologie environnementale

  • Écrit par 
  • Stéphanie THIÉBAULT
  •  • 4 211 mots

Dans le chapitre « L'environnement des premiers hommes »  : […] Les chercheurs commencent à comprendre les différents mécanismes à l'origine des oscillations climatiques à court ou à long terme, et nos civilisations reposent aujourd'hui sur des modèles en déséquilibre. Ainsi, l'ère quaternaire se définit traditionnellement par l'apparition de l'homme. Sur le plan climatique, elle est caractérisée par la succession de périodes froides, dites glaciaires, et de […] Lire la suite

BARNOLA JEAN-MARC (1956-2009)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 208 mots

Le glaciologue Jean-Marc Barnola, né le 3 janvier 1956 à Bourg-en-Bresse (Ain), est décédé le 21 septembre 2009 à La Mure dans l'Isère. Aux côtés de Claude Lorius, de Jean Jouzel et de Dominique Raynaud, il a amplement contribué à l'essor de la glaciologie moderne et des implications de celle-là avec la paléoclimatologie. En effet, après un doctorat, obtenu à l'université Joseph-Fourier de Grenob […] Lire la suite

BOTANIQUE

  • Écrit par 
  • Sophie NADOT, 
  • Hervé SAUQUET
  •  • 5 630 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre «  Botanique, paléobotanique et palynologie »  : […] La paléobotanique est l'étude des fossiles de plantes . Bien que moins médiatisée que l'étude des fossiles d'animaux (pour laquelle on conserve souvent le terme plus général de paléontologie), elle n'en revêt pas moins un intérêt scientifique primordial et toujours d'actualité. Tout comme l'étude des plantes actuelles (appelée néobotanique), la paléobotanique repose largement sur la systématique […] Lire la suite

CARBONIFÈRE

  • Écrit par 
  • Alain BLIECK
  •  • 1 167 mots

C'est dès le xviii e  siècle que Richard Kirwan a introduit le terme carbonifère pour désigner des roches productrices de charbon et le mot a désigné les dépôts houillers de Grande-Bretagne et d'Europe occidentale à partir du xix e  siècle. Aujourd'hui, le Carbonifère représente un système de l'ère paléozoïque (ère primaire) qui succède au Dévonien (système précédent). Il s'étale de — 359,2 m […] Lire la suite

CÉNOZOÏQUE

  • Écrit par 
  • Marie-Pierre AUBRY
  •  • 7 576 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Régimes climatiques anciens »  : […] Le climat de la Terre durant le passé lointain est difficile à reconstituer. Les fossiles de plantes et d'animaux, les propriétés chimiques des roches sédimentaires (rapport entre deux isotopes stables d'un même élément, rapport entre deux éléments comme Mg/Ca) et la sédimentologie livrent de précieux renseignements permettant de reconstituer les climats globaux. La température moyenne de la Terr […] Lire la suite

CHANGEMENT CLIMATIQUE

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
  •  • 8 798 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Renforcement anthropique de l'effet de serre »  : […] Avec la croissance de la population humaine et de ses activités économiques, une véritable mutation de l'environnement s'opère à l'échelle mondiale. L'exploitation intensive des gisements de combustibles fossiles, l'extension et l'« industrialisation » de l'agriculture et de l'élevage entraînent de fortes émissions de gaz carbonique et de méthane. Depuis 1975, il est clair que les émissions crois […] Lire la suite

CLIMATOLOGIE

  • Écrit par 
  • Frédéric FLUTEAU, 
  • Guillaume LE HIR
  •  • 3 657 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Reconstruire le climat passé »  : […] Les débuts de la paléoclimatologie remontent au début du xix e  siècle avec les travaux de Louis Agassiz, un paléontologiste suisse, sur les périodes glaciaires du Quaternaire. Il proposa, lors de son discours de Neuchâtel (Suisse) en 1837, que les blocs erratiques observés dans les plaines du Jura et des Alpes étaient la preuve de l'extension exceptionnelle des glaciers durant certaines périodes […] Lire la suite

CLIMATS (notions de base)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 3 588 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Les climats du passé »  : […] Les climats sur Terre ont beaucoup varié dans le passé. Les forages dans l’Antarctique, les pollens et les fossiles, des documents historiques, etc., tous en témoignent. À l’origine de ces variations se trouvent notamment la quantité d’énergie émise par le Soleil, la position Terre-Soleil relative ou encore la dérive des continents. […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Claude DUPLESSY, « PALÉOCLIMATOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/paleoclimatologie/