Le climat passé et présent

B. Un indicateur indirect permettant de reconstituer un ancien climat — Un proxy est un indicateur indirect (isotope, pollen, bulle d'air…) conservé dans une archive naturelle, à partir duquel on déduit des conditions climatiques passées.

C. Les carottes de glace — Les carottes de glace contiennent des bulles d'air emprisonnées lors de la compaction de la neige, donnant accès à l'atmosphère ancienne.

C. +15 °C — L'effet de serre naturel (+33 °C) porte la température moyenne de −18 °C à +15 °C, rendant la Terre habitable.

C. H₂O (vapeur d'eau) — La vapeur d'eau est le GES le plus abondant et représente le principal amplificateur naturel de l'effet de serre.

C. Antarctique — La carotte EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) a été forée à Dome C en Antarctique et couvre 800 000 ans.

B. 180 ppm — Les mesures sur les carottes EPICA indiquent une concentration en CO₂ d'environ 180 ppm lors des maxima glaciaires.

C. Sporopollénine — La sporopollénine est une substance extrêmement résistante à la dégradation chimique et biologique, ce qui permet la conservation des pollens pendant des millénaires.

C. Albédo — L'albédo (fraction de rayonnement réfléchi) est une propriété de la surface terrestre, pas un paramètre orbital. Les paramètres de Milankovitch sont l'excentricité, l'obliquité et la précession.

C. Un indicateur de la température passée — Le rapport isotopique δ¹⁸O dans la glace reflète la température lors de la formation des précipitations : il diminue en période froide et augmente en période chaude.

B. Holocène — L'Holocène est la période interglaciaire actuelle, commencée il y a environ 11 700 ans après le dernier maximum glaciaire.

B. Spéléothèmes — Les spéléothèmes désignent l'ensemble des formations calcaires des grottes (stalactites, stalagmites, coulées). Leur croissance enregistre la pluviométrie passée.

C. La météo est l'état de l'atmosphère à court terme, le climat la moyenne sur ≥30 ans — La météo décrit l'état de l'atmosphère à court terme (jours). Le climat est la moyenne statistique des conditions atmosphériques sur une longue période (≥30 ans par convention WMO).

B. Un volume de glaces continentales important (période froide) — Lors des glaciations, l'eau légère (¹⁶O) est préférentiellement stockée dans les glaces continentales, enrichissant l'eau de mer en ¹⁸O. Les foraminifères enregistrent ce signal dans leur calcite.

C. 100 000 ans — L'excentricité orbitale (~100 000 ans) domine les cycles glaciaires depuis 0,8 Ma (Mid-Pleistocene Transition). Avant cette date, c'était l'obliquité (~41 000 ans) qui dominait.

B. L'amplitude des saisons aux hautes latitudes — L'obliquité contrôle le contraste entre les saisons : une obliquité faible donne des étés plus froids aux hautes latitudes, favorisant la persistance de la neige estivale et le développement des glaces.

B. L'extension des glaces amplifie le refroidissement initial — L'extension des glaces augmente l'albédo (plus de rayonnement réfléchi), ce qui amplifie le refroidissement initial. C'est une rétroaction positive : le refroidissement s'auto-entretient.

C. Uranium-Thorium — La datation uranium-thorium (²³⁰Th/²³⁴U) est adaptée aux spéléothèmes calcaires. Elle s'applique jusqu'à ~600 000 ans, bien au-delà de la limite du radiocarbone (~50 000 ans).

C. Dépasse largement le maximum interglaciaire naturel (~280 ppm) — Sur 800 000 ans, le CO₂ a oscillé naturellement entre ~180 et ~300 ppm. La valeur actuelle de ~422 ppm est sans précédent dans cette archive et reflète l'impact des activités humaines.

B. Le passage d'un rythme climatique de 41 000 ans à 100 000 ans — Vers 0,8 Ma, les cycles glaciaires ont changé de rythme dominant : de ~41 000 ans (pilotés par l'obliquité) à ~100 000 ans (pilotés par l'excentricité). Les causes de ce changement sont encore débattues.

B. Spectres polliniques des sédiments de la tourbière — Les tourbières accumulent des sédiments riches en pollens. L'analyse des spectres polliniques à différentes profondeurs permet de reconstituer la végétation locale et donc le climat.

C. 28 — Le CH₄ a un PRG de ~28 sur 100 ans, signifiant qu'une tonne de méthane a le même impact radiatif que 28 tonnes de CO₂ sur cette période.

B. Aux périodes les plus anciennes — La neige s'accumule au fil des années en surface. Les couches profondes sont les plus anciennes : plus on fore profond, plus on remonte dans le temps.

C. Le rapport Mg/Ca et le δ¹⁸O de leur squelette calcaire — Le rapport Mg/Ca et le δ¹⁸O de la calcite des coraux sont de bons thermomètres paléoocéanographiques : leurs valeurs varient de manière prévisible avec la température de l'eau.

B. La quantité d'énergie solaire reçue par unité de surface et de temps — L'insolation est la quantité d'énergie solaire reçue par unité de surface et de temps (W/m²). Les paramètres orbitaux modifient sa distribution spatiale et temporelle à la surface terrestre.

B. Amplificateur principalement : les paramètres orbitaux déclenchent, le CO₂ amplifie — Les données montrent que les variations orbitales déclenchent les glaciations. Le CO₂ suit avec un léger décalage puis amplifie le signal par rétroaction. Il est principalement amplificateur, pas déclencheur, dans les cycles naturels.

B. Elle peut modifier la composition isotopique des coquilles après dépôt, biaisants les mesures — La diagénèse est l'ensemble des transformations chimiques et physiques que subissent les sédiments après leur dépôt. Elle peut recristalliser la calcite et modifier le signal isotopique, introduisant un biais dans les reconstructions.

B. Les deux proxies combinés permettent de séparer la signature température de la composition isotopique de la source d'eau — Le δD et le δ¹⁸O varient tous les deux avec la température, mais leur rapport (d-excess) permet de détecter des changements dans la source des masses d'air, séparant ainsi l'effet de la température de celui de la trajectoire des vents.

B. La différence entre le périhélie et l'aphélie est maximale — L'excentricité mesure l'aplatissement de l'ellipse orbitale. Quand elle est maximale, la différence entre la distance Terre-Soleil au périhélie (point le plus proche) et à l'aphélie (point le plus éloigné) est la plus grande.

B. ~800 à 5000 ans — Les analyses précises montrent que le CO₂ répond au réchauffement orbital avec un décalage de quelques centaines à quelques milliers d'années, en raison de la lenteur de dégazage des océans lors du réchauffement.

B. La surface d'une sphère est 4 fois la surface de son disque de même rayon — Le flux solaire incident est $C_S × \pi R^2$ (aire du disque terrestre perpendiculaire aux rayons). Réparti sur toute la sphère ($4\pi R^2$), on divise par 4. Cela donne $C_S/4 \approx 340$ W/m² reçus en moyenne.

B. Le passage au cycle de 100 000 ans ne correspond à aucun changement dans les paramètres orbitaux — L'excentricité orbitale (~100 000 ans) n'est pas le paramètre orbital le plus énergétique. Pourquoi il domine depuis 0,8 Ma reste débattu. Des hypothèses invoquent l'érosion des sols, des seuils de volume glaciaire ou des changements dans la sensibilité climatique au CO₂.

B. ~10 000 ans — La dendrochronologie (analyse des cernes d'arbres) est limitée à la durée de vie des arbres et aux séquences continues documentées. Les séquences les plus longues (Quercus en Europe) atteignent ~10 000-12 000 ans.

B. 238 W/m² — $P = \frac{C_S (1-A)}{4} = \frac{1361 × 0{,}70}{4} \approx \frac{953}{4} \approx 238$ W/m². C'est l'énergie effectivement absorbée en moyenne par chaque m² de surface terrestre.

B. Le dégazage des océans qui se réchauffent (CO₂ moins soluble à chaud) — Lors du réchauffement, les océans se réchauffent et la solubilité du CO₂ diminue (loi de Henry) : le CO₂ dissous est libéré dans l'atmosphère, amplifiant l'effet de serre et le réchauffement.

B. Le pollen peut voyager sur de longues distances (dispersion anémophile) — Les plantes anémophiles (à pollinisation par le vent) produisent des quantités massives de pollen qui peut voyager sur des centaines de kilomètres. Un spectre pollinique peut donc mélanger des signaux locaux et régionaux, nécessitant des corrections et des comparaisons avec d'autres sites.

A. Réchauffement orbital → fonte des glaces → hausse CO₂ → amplification — Les données indiquent : (1) forçage orbital (insolation estivale augmente aux hautes latitudes), (2) début de fonte des glaces et rétroaction albédo, (3) réchauffement des océans → dégazage CO₂ avec un délai de ~800-5000 ans, (4) CO₂ amplifie le réchauffement.