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LES OSCILLATIONS CLIMATIQUES DU QUATERNAIRE

TP/TD n°6. LES OSCILLATIONS CLIMATIQUES DU QUATERNAIRE. M. Milankovitch : Variations des paramètres orbitaux de la Terre. Excentricité = forme de l’orbite. Obliquité = angle entre axe et plan de l’écliptique.

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Presentation Transcript

  1. TP/TD n°6 LES OSCILLATIONS CLIMATIQUES DU QUATERNAIRE

  2. M. Milankovitch : Variations des paramètres orbitaux de la Terre Excentricité = forme de l’orbite Obliquité = angle entre axe et plan de l’écliptique Précession des éq. = rotation axe autour de la perpendiculaire au plan de l’écliptique Excentricité Obliquité Précession des équinoxes 100 000/400 000 ans 24 000 ans 41 000 ans G. Ramstein, LSCE

  3. Calcul du « delta » (en ‰) δ18Oéchantillon= ( – 1)× 1000 Rstandard Rappel sur les isotopes stables de l’eau Isotope: chacun des différents types de noyaux atomiques d’un même élément, différant par leur nombre de neutrons mais ayant le même nombre de protons et d’électrons 16O 16O 16O 16O • Isotopes stables de l’oxygène utilisés: • léger = 16O (abondance: 99.8%) • lourd = 18O (abondance: 0.2%) 18O 16O 16O 16O 16O 16O Réchantillon

  4. A. Rappel sur les isotopes stables de l’Oxygène Teneur en 18O d’un carbonate: -3.39 2.78 * 106 δ18Ocarbonate– δ18Oeau = a.T-2 + b Température cristallisation (en Kelvin = 273.15 +°C) • Siδ18Oeau=0‰ (cst), et siδ18Ocarbonatespasse de32.5 à 33.5 ‰ : T°? - 3.8°C • Si T° = 0°C (cst), et siδ18Ocarbonatespasse de32.5 à 33.5 ‰ : δ18Oeau? + 1‰

  5. B. Relation entre Composition Isotopique des Calottes de glaces et de l’Eau de mer

  6. B. Relation entre Composition Isotopique des Calottes de glaces et de l’Eau de mer δ= -36‰ Volume glace = 2% Bilan de masse Eau : Qtotal= Qglace + Qocéan 1 = Qglace / Qtotal + Qocéan/Qtotal ? ‰ Bilan de masse Isotopes : Q total * δ18Ototal = Qglace * δ18Oglace + Qocéan * δ18Oocéan δ18Ototal = (Qglace/Qtotal)* δ18Oglace + (Qocéan/Qtotal) * δ18Oocéan δ18Ototal = 0,02 (-36‰) + 0,98 (0‰) δ18Ototal = -0,72 ‰

  7. C. Glaciation et Niveau de la Mer Hugues et al. (1981) en 106 km3 • Approximations: • pas de déformation de la croûte • pas de variation de la surface des • océans liée à celle du niveau de la mer Somme 32.9 90.9 ×0.9 : masse volumique de l’eau Equivalent en eau (106km3) 29.6 81,8 82 227 / Surface terre Variation altitude (m) Variation possible = 145 m

  8. D. Variation de la composition isotopique des foraminifères Foraminifères: protozoaire marin, possédant un test calcaire perforé Benthique, de « benthos »: ensemble des organismes vivant à proximité du fond des mers ou des eaux douces Planctonique, de « plancton »: ensemble des êtres de petite taille en suspension dans la mer ou dans l’eau douce

  9. D. Variation de la composition isotopique des foraminifères δ18O (‰PDB*) *Pee Dee Belemnite Périodicité: ~40 000 ans? ~100 000 ans? Âge en milliers d’années • δ18Oforamdépend de : • δ18Oeau  qui dépend notamment du volume des glaces • La Température relativement constante au fond des océans ≈ 1°C

  10. D. Variation de la composition isotopique des foraminifères Surface Profondeur • Δδ18O eau • (vol.glaces) • ΔT • Δδ18O eau • (vol.glaces) +1 -3 ‰ -1.5 ‰  différence de 1.5 ‰? = effet « température » (- 1.5 ‰ ≡ 6°C de plus)

  11. D. Variation de la composition isotopique des foraminifères

  12. E. Variation de la Température dans les glaces du Groenland T2 [69600 ans; -37‰] ΔT=8°C T1 [69900 ans; -45‰] T3 [67400 ans; -45‰] Δt=2200ans Δt=300ans Débâcle Reconstitution calotte glaciaire -0.4°C/siècle +2.6°C/siècle

  13. F. Conditions Climatiques au Quaternaire en milieu Continental 0 Doc1 -10 000 Doc 3 -100 000 Doc 2 -120 000 - 300 000 - 360 000

  14. De -100 000 à -10 000: période glaciaire De -10 000 à aujourd’hui: réchauffement G. Comparaison entre teneur atmosphérique en CO2 déduite des bulles d’air des glaces et Composition Isotopique des Glaces Même variations de la Température atmosphérique et de δ18O foram Phénomènes Climatiques Général

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