Le climat actuel s’inscrit dans un refroidissement global amorcé il y a 30 millions d’années du fait de la raréfaction du CO2 atmosphérique.
I. Un refroidissement au cours du Cénozoïque
Les indices géochimiques (δ18O) des sédiments marins révèlent, par principe d’actualisme, une baisse globale de la température depuis l’Éocène.
Mot-clé
Principe d’actualisme : postule que les processus à l’œuvre aujourd’hui sont les mêmes qu’autrefois.
Simultanément, la teneur atmosphérique en CO2 diminue en raison de l’érosion des reliefs (Alpes, Himalaya…), alimentant la formation de nouvelles roches calcaires. Le CO2 étant l’un des principaux gaz à effet de serre, sa raréfaction expliquerait le refroidissement.
Il y a 30 millions d’années, la tectonique des plaques a isolé l’Antarctique en créant un courant océanique circumpolaire. Le continent s’est rapidement englacé, d’où une hausse de l’albédo (fraction de la lumière réfléchie ou diffusée) terrestre.
Doc Refroidissement et baisse du δ18O des sédiments marins
II. Rôle des boucles de rétroaction
Une boucle de rétroaction apparaît lorsqu’une petite variation d’un paramètre entraîne in fine une variation importante dans le même sens (rétroaction positive) ou dans le sens opposé (rétroaction négative).
L’albédo intervient dans une boucle de rétroaction positive. Si la température diminue, la surface occupée par les glaces augmente et l’albédo aussi, entraînant une diminution encore plus rapide de la température.
De même, la solubilité du CO2 dans les océans diminue avec la température. Une hausse de la température réduit la capacité de l’océan à absorber le CO2 atmosphérique, ce qui favorise le réchauffement.
Ces rétroactions expliquent le passage rapide entre période glaciaire et interglaciaire.
Méthode
Interpréter les variations des rapports isotopiques
Le climat du Quaternaire a connu de nombreuses variations, avec de forts épisodes glaciaires et interglaciaires.
À l’aide du document, déterminer les périodes glaciaires et interglaciaires du Quaternaire.
Doc Variations du δ18O depuis 400 000 ans
Conseils
Étape 1 Repérer où ont été mesurés les rapports et indiquer comment varie ce paramètre dans la glace et les océans.
Étape 2 Rappeler le lien existant entre température globale et δ18O.
Étape 3 Reconstituer les grandes variations du climat en repérant les périodes glaciaires et interglaciaires.
Solution
Étape 1 Le document présente le δ18O des océans (en haut) et des glaces (en bas). Le δ18O des glaces et des océans varie de façon opposée : un δ18O des glaces faible correspond à un δ18O des océans élevé, donc une période froide.
Étape 2 En période chaude, le δ18O dans la glace est plus élevé (« moins négatif ») qu’en période froide. Dans les sédiments océaniques, au contraire, le δ18O est plus élevé en période froide qu’en période chaude.
Étape 3 On repère trois ou quatre périodes de glaciations successives :
de – 10 000 à – 115 000 ans ;
de – 130 000 à – 325 000 ans, avec un climat doux vers – 220 000 ans ;
avant – 340 000 ans, avec une phase douce vers – 440 000 ans.