Les Climats et les Variations du Niveau Marin du Passé: Quelles Lecons pour l'Avenir par le Prof. Eric Davaud

De Plongeplo
Aller à : navigation, rechercher

Club de Plongée de Plan-les-Ouates


Local du Club, le mardi 12 octobre 2010

Conférencier: Professeur Eric Davaud, du Département de Géologie et de Paléontologie de l’Université de Genève

Organisatrice: Chantal Wiaux-Zamar

Compte Rendu: Chantal Wiaux-Zamar

Photos de la soirée: Jean-Pol Wiaux

Remerciements


Le mardi 12 octobre 2010, nous avons eu le plaisir d’accueillir au Club, le Professeur Eric Davaud, du Département de Géologie et de Paléontologie de l’Université de Genève. Nous avons été très heureux d’entendre le point de vue d’un scientifique sur


              les changements climatiques et les variations du niveau marin du passé.

Vous trouverez ci-dessous un compte rendu de sa conférence.

DSC 0009 crr.jpg


Le Professeur Eric Davaud nous a clairement démontré tout au long de son exposé que pour bien comprendre l’évolution climatique, il ne suffit pas d’étudier les changements survenus au cours du dernier siècle mais il faut aussi considérer l’aspect historique de l’évolution du climat. Pour reconstituer les changements climatiques, les géologues possèdent les « outils » qui leur permettent de remonter à plus de 3.5 milliards d’années. Aujourd’hui, il est scientifiquement reconnu que le climat change depuis la nuit des temps.

Il n’est pas surprenant que l’activité humaine ait des conséquences considérables sur le réchauffement climatique récent, mais il faut rappeler que celui-ci s’est amorcé il y a 18.000 ans sous l’effet de causes naturelles.

Le Professeur Eric Davaud nous a fait une rétrospective très claire et très instructive des différentes études et découvertes qui permettent aujourd’hui de mieux comprendre ces changements climatiques.


GENEVE SOUS LA GLACE

Nous avons ainsi appris qu’en 1837 déjà un naturaliste, Louis Agassiz, observe la présence de blocs exotiques sur le plateau suisse et dans les Alpes et en déduit que ces blocs énormes (>20 Tonnes) ont dû être amenés là par un glacier récent.
Lors d’une conférence donnée à Neuchâtel, Louis Agassiz explique sa théorie selon laquelle une énorme calotte glaciaire aurait recouvert une partie de l’Europe, de l’Asie et de l’Amérique du nord. Mais ses idées vont à l’encontre des dogmes de l’époque et il est décrié par ses collègues. Il émigre alors aux USA où il fait une brillante carrière qui lui vaut d’être considéré aujourd’hui comme le précurseur de la Paléoclimatologie. (Etude des climats du passé).

Louis Agassiz avait raison ! Près de chez nous, dans la région de Bardonnex, lors du labour des champs, on aperçoit des galets arrondis et striés. Comme il n’y a pas de rivière sur les hauts de Bardonnex et qu’il n’existe pas dans la configuration actuelle du paysage un moyen de les transporter jusqu’ici, leur présence laisse penser qu’ils ont subi un long transport et ont été trainés sous une masse de glace où ils se sont frottés les uns aux autres.
Leur présence constitue donc une évidence de la présence passée mais relativement récente d’un glacier dans le canton de Genève.

La présence de gros blocs de granite (provenant du massif du Mont Blanc) que chacun peut observer au sommet du Salève témoigne de l’importance et de l’épaisseur de cette calotte glaciaire

Effectivement, il y a 18'000 ans, Genève se trouvait sous 800 mètres de glace. Le lac Léman n’existait pas, le sommet du Jura et celui du Salève émergeaient à peine du glacier. ( illustration 1)

Geneve sous glace.jpg

Toute la région Lémanique était recouverte par un glacier qui, près d’Annecy, atteignait 1’100 m d’altitude et s’étendait jusqu’à la région Lyonnaise.

Carte-CG.jpg

A l’échelle du Massif Alpin, le glacier allait de l’Autriche jusqu’à Nice. Cette masse glaciaire a fondu en 18’000 ans.


LES INDICATEURS DE VARIATIONS DE TEMPERATURE

A côté de ces observations que chacun peut faire à proximité de chez lui, il existe d’autres méthodes plus sophistiquées (indicateurs chimiques) qui permettent de remonter dans le temps et d’analyser l’évolution du climat:

Par exemple, l’eau qui compose les océans est constituée d’atomes d’hydrogène et d’oxygène (H2O). L’oxygène est présent sous trois formes: 16O, 17O et 18O. L’17O est en quantité négligeable. A la surface des océans , les molécules d’eau constituées d’16O, plus légères que celles constituées d’18O, s’évaporent plus facilement et l’eau de surface « s’appauvrit » en 16O. Le rapport isotopique 18O/16O de l’eau de mer reste plus ou moins constant tant que l’eau évaporée revient régulièrement sous forme de précipitations et d’apports fluviatiles. Par contre lorsque l’eau qui s’est évaporée (et qui est donc plus riche en 16O) reste piégée durablement sur les continents sous forme de calottes glaciaires, l’eau des océans contiendra moins d’16O.. Le rapport 18O/16O sera donc plus élevé.

De plus, durant les périodes froides, une partie de l’eau d’évaporation restant immobilisée sur les continents, le niveau marin diminue. Il y a une relation étroite entre la quantité de glace stockée sur les continents et le niveau marin.

Ainsi il y a 18'000 ans lors du dernier maximum glaciaire, le niveau marin se trouvait à moins 120 mètres en dessous de celui du niveau actuel. Il était, par exemple, possible de passer à pied de la France en Angleterre. On pouvait aller d’une île grecque à l’autre. Le golfe persique n’existait pas, etc..

A cette époque, l’homme vivait aux alentours du glacier. Des grottes avec des peintures rupestres, retrouvées à moins 40 m sous le niveau actuel de la mer, sont aussi les témoins de cette période.

Le rapport isotopique 18O/16O représente donc un indicateur des variations de la température moyenne à la surface du globe et également un indicateur des variations récentes du niveau marin. Encore faut-il pouvoir trouver le moyen de mesurer ce rapport en remontant dans le temps. Par chance il y a depuis très longtemps à la surface des océans, des milliards de microorganismes unicellulaires, appelés foraminifères planctoniques qui incorporent l’oxygène présent dans l’eau pour construire leur squelette en carbonate de calcium.

Gbulloides.jpg

Ces microorganismes enregistrent donc la composition isotopique de l’eau de mer dans leur squelette calcaire. Ils vivent quelques mois et quand ils meurent, ils tombent dans la colonne d’eau et se déposent dans les sédiments. Il suffit alors de faire des prélèvements avec des carottes dans les fonds marins (de 2 à 3'000 m) puis de doser l’oxygène 16O et 18O contenu dans la coquille de ces microorganismes. L’analyse de ces microorganismes (dans la mesure où nous pouvons les dater) permet donc de reconstituer les fluctuations de la température à la surface de la planète.


ALTERNANCE DE PERIODES GLACIAIRES ET DE RECHAUFFEMENT CLIMATIQUE

Si l’on regarde le schéma, ci-dessous, on voit qu’au cours des 400`000 dernières années, on assiste à une succession de périodes de glaciations progressives et de réchauffements rapides de plus courte durée. Aujourd’hui (se référer à la flèche rouge sur la droite), nous sommes en train de vivre une période chaude dite interglaciaire. D’ici 30-40'000 ans, nous serons à nouveau dans une période de refroidissement. On peut observer aussi que lors de la dernière période interglaciaire la température était plus élevée que la température moyenne actuelle. Le niveau marin était environ quatre mètres plus haut que le niveau actuel. L’Homo Sapiens, qui est apparu il y a environ 190'000 années au début d’une phase de refroidissement, commence à proliférer et se sédentariser il y a environ 10000 ans quand la température se réchauffe.

P Interglaciaires.jpg

Il est intéressant de noter qu’entre deux périodes interglaciaires, il s’écoule environ 100-120'000 ans et qu’à l’intérieur d’une période de refroidissement, il y a des fluctuations de plus faible amplitude environ tous les 20’000 ans.


QUAND LA TERRE S'INCLINE

Cette cyclicité est due à des causes astronomiques. En 1941, Milankovitch, un astrophysicien Serbe, calcule que tous les 100'000 ans, la Terre passe d’une trajectoire elliptique excentrée à une trajectoire circulaire. Il démontre également que la Terre tourne comme une toupie qui retrouve sa position initiale tous les 23’000 ans et que son axe de rotation passe de 22 à 24 degrés avec une périodicité de 41.000 ans. Ces perturbations astronomiques cycliques (connues sous le nom de cycles de Milankovitch) sont la cause majeure des fluctuations climatiques qui affectent la planète depuis 3 millions d’années. >br>

DSC 0015 r.JPG

Les cycles de Milankovitch n’expliquent cependant pas tout, car si on regarde un peu plus en détails la dernière période de 18'000 ans, période où l’homme a commencé à se sédentariser, on peut aussi observer des variations de température qui ne sont pas liées aux variations des paramètres de l’orbite terrestre. Il y a 6'000 ans, au cours de la période Holocène, la température était la plus élevée au moins dans l’hémisphère Nord.

Dryas et Holocene.jpg

En se rapprochant de notre époque, (les 1’100 dernières années) le schéma suivant, nous montre que l’on est passé par une «Période Chaude Médiévale» (Il est connu qu’ au Moyen Age, il faisait plus chaud que maintenant, le Groenland était le « Greenland ») et ensuite par un «Petit Age Glaciaire» (L’Irlande a connu une migration des populations vers les USA , le sol étant resté gelé sur une longue période de temps; le vignoble anglais a disparu; etc….). Ce phénomène est bien enregistré dans l’hémisphère Nord mais moins bien dans l’hémisphère sud.

Petit Age Glaciaire.jpg

On pense aujourd’hui que ces fluctuations climatiques, pourraient être imputées à l’activité solaire qui n’est pas constante.


De L'EAU SALEE ET DE L'EAU DOUCE

D’autre par, en analysant les carottes prélevées, dans l’Atlantique Nord, les géologues ont trouvé dans les vases des grands fonds des niveaux contenant des grains de sable ainsi que des galets provenant du Canada et ce jusqu’au niveau du tropique. Ils en ont conclu qu’ils avaient été apportés par des icebergs. La dérive de ces icebergs jusqu’à des basses latitudes serait due à des phases de réchauffement brutal faisant suite à des périodes d’extention des calottes glaciaires liées à la désactivation temporaire de la circulation thermohaline .

La circulation thermohaline joue en effet un rôle important car elle permet le transport de la chaleur depuis l’équateur vers les pôles. Elle permet entre autre d’avoir des hivers plus doux en Europe qu’au Canada.

DSC 0016 r.JPG

La salinité et la température de l’eau de mer, ont un impact sur la densité et donc sur la circulation de l’eau des océans. Au niveau du Groenland et de la mer de Norvège, les eaux de surface chaudes et salées provenant de la zone équatoriale se refroidissent et plongent à grande profondeur (3-4000 m), formant une véritable « cataracte ». Ces eaux profondes, froides et salées parcourent alors le fond des océans (Atlantique, Antarctique, Indien et Pacifique) avant de remonter à la surface au niveau de l'océan Pacifique et l’océan Indien, où elles se réchauffent à nouveau.

L’apport d’eau douce par la fonte d’icebergs dans l’Atlantique Nord entraine une diminution de la salinité et donc de la densité de l’eau de surface et freine la plongée des eaux à proximité de l’Islande, provoquant ainsi une désactivation de la circulation thermohaline et une nouvelle phase de refroidissement dans l’hémisphère Nord.


UN EQUILIBRE COMPLEXE

Selon le Professeur Davaud, les principales causes responsables des changements climatiques, sont :

-La disposition des continents à la surface de la terre. Par exemple, il y a trois millions d’années, l’Amérique du Sud s’est connectée à l’Amérique du Nord. Depuis, on observe une amplification de l’effet des cycles de Milankovitch.

-Les variations cycliques des paramètres de l’orbite terrestre (cycles de Milankovitch)
-L’activation et la désactivation de la circulation thermohaline
-L’activité volcanique (imprévisible)
-La concentration des gaz à effet de serre à laquelle l’homme contribue de manière significative depuis les débuts de l’ère industrielle.
-Les fluctuations de l’activité solaire.
-Les interactions complexes et encore mal connues qui existent entre l’atmosphère, la biosphère, les continents, les océans


Un exemple d’interaction complexe océan-atmosphère est le rôle joué par les poussières éoliennes. Lors des tempêtes de sable, venant du nord de l’Afrique et du Sahara des tonnes de poussières éoliennes se déposent au large dans l’océan. Ces poussières qui sont entourées d’oxyde de fer favorisent la prolifération du phytoplancton qui « consomme » par photosynthèse le CO2 de l’eau de mer. Celle-ci se rééquilibre alors en absorbant le CO2 de l’atmosphère.
A grande échelle, ce phénomène peut entrainer une diminution de la température, ayant pour conséquence une réduction de l’évaporation et de la pluviosité. Le couvert végétal diminuant, l’érosion éolienne s’intensifie à son tour et entraine une augmentation de l’apport de poussières éoliennes sur l’Atlantique qui amplifie le phénomène.

A.Ridgwell : Feedback in the Earth System, Past changes in dust and iron fertilisation of the ocean


CONCLUSION

En guise de conclusion, le Professeur Eric Davaud, a ré-attiré notre attention sur les cycles de Milankovitch, qui nous montrent que nous allons vers une période de refroidissement (d’ici 30-40'000 ans) et que depuis trois millions d’années, on observe une alternance de phases de refroidissement et de brèves périodes de réchauffement imputables à des facteurs naturels.

Un refroidissement global serait beaucoup plus préjudiciable à l’humanité qu’un réchauffement global !

Le Professeur Eric Davaud nous a clairement démontré, sur la base d’études scientifiques, qu’un changement climatique ne peut-être évité mais que des actions peuvent et doivent impérativement être entreprises :

- pour réduire les rejets de gaz à effet de serre
- pour reconstituer les événements climatiques qui ont affecté la planète au cours des derniers millions d’années
- pour en préciser les causes
- et pour mieux comprendre les interactions complexes entre l’atmosphère, la biosphère, les continents et les océans.


P.Blanchon and J.Shaw - Reef drowning during the deglaciation: Evidence for catastrophic sea-level rise and ice-sheet collapse


DSC 0021c r.jpg


Un tout GRAND MERCI au Professeur Eric Davaud pour cette brillante, instructive et passionnante conférence.


Chantal Wiaux-Zamar, novembre 2010


DSC 0001c r.jpgDSC 0002 r.JPG