Paléoclimatologie

[laline]

Bonjour

Je suis étudiante en M1 de préparation au CAPES d'SVT et je rencontre un problème par rapport au Delta O18

En effet dans mon cours, il m'a été présenté deux effets qui influencent le delta O 18 des océans:

L'effet thermique: quand la température augmente, l'évaporation augmente, il y a plus d'O16 qui passe dans les nuages et donc le delta O18 des océans augmente. De meme, quand la température diminue, il a moins d'O16 qui part dans les nuages donc, le delta O18 des océans diminue.

L'effet glaciaire: quand la température diminue, l'O16 est piégé dans les glaces donc le delta O18 des océans augmente.

Alors, pris séparement je comprend bien les deux effets, mais je ne vois pas comment ils peuvent se concilier puisqu'ils indiquent deux choses différentes.

En gros, si on me donne juste une courbe de delta O18 des océans, et que je vois qu'il diminue,qu'est ce que ça veut dire? Est ce que c'est une réchauffement ou un refroidissement? (de quel effet thermique je dois tenir compte?)

Voila j'espère que vous pourrez me répondre, car cela m'embête vraiment de bloquer sur ça!!

Merci d'avance

[Next50MY]

Bonjour Laline

pour illustrer tes propos forts passionnant je te suggere de discuter a partir

de la courbe isotopique Tertiaire telle que l'ont compilée les specialistes au

"Climate and Biota of the Early Paleogene International Meeting (CBEP2006) - Bilbao 2006"

en partant des travaux de Zachos qui doit etre un des precurseurs dans les annees 90.

Ce qui est largement connu c'est un optimum climatique Ypresien, riche en matiere organique vegetale

et un refroidissement jusqu'a une glaciation Oligocene, toute relative car il s'agit de couverture glaciaire

demontree dans les hautes latitudes de l'hemisphere nord.

La limite Paleocene Eocene est quant a elle responsable d'une coupure biologique importante dans les faunes terrestres.

Il en est de meme pour la limite Eocene Oligocene.

Pour repondre a ta question : oui un delta 18O qui diminue correspondrait a un trend de rechauffement oceanique. ET inversement on constate que depuis l'optimum climatique Miocene, le trend de delta 18O diminue jusqu'a nos glaciations "actuelles".

La quete du PETM se generalise dans de nombreux labos de recherche.

Elle s'opere souvent avec l'analyse du delta 13C.

voici un des derniers articles sur le sujet

http://geology.geoscienceworld.org/cgi/content/full/36/2/191

ca vole assez haut et je t'accorde qu'avant de se lancer dans la lecture il vaut mieux avoir un avis d'un geochimiste qui pourrait expliquer simplement les mecanismes et surtout qui passerait sur le net par ici.....

[trilobig]

Bonjour Laline,

Ta question est pertinente en elle-même mais ne se résout pas seule. Next50MY t’en donne d’ailleurs un bon exemple, où on corrèle parfois 018/016 avec C13/C12.

D’une façon plus générale, et ta question en est une magnifique illustration, un seul paramètre n’est pas suffisant pour caractériser un phénomène, qu’il soit climatique ou autre. On tente toujours de corréler plusieurs facteurs qui convergent vers une même conclusion, sachant que ladite corrélation est parfois rock’n roll à mettre en évidence. Par exemple, 018/016 est une relation directe à la température de l’eau mais C13/C12, lié à l’activité biologique, est une conséquence de cette température. Il y a donc un effet retard qu’il faut savoir apprécier dans la corrélation. Comme tu vois ça n’est pas simple (et ce n’est pas moi qui vais tout t’expliquer car je ne suis qu’utilisateur de résultats.

Quoiqu’il en soit, pour revenir directement à ta question, on ne peut te donner une courbe de variation d’018 seule pour te faire disserter sur une variation de température. Cette courbe provient d’échantillons prélevés dans un contexte donné et ce sont les éléments de ce contexte qui te permettront de proposer un schéma d’évolution climatique.

Parmi les éléments clefs, il y a la datation des échantillons qui te permettra de savoir dans quel cadre climatique global tu te trouves, mais il y en a bien d’autre : nature de l’échantillon ? (air dans glace = froid ; coquille marine donc une faune associée, chaude ou froide….), contexte sédimentaire à grande échelle, origine géograpgique ou paléogéographique….. De tous les éléments qu’on te donnera et de leur éventuelle corrélation, tu pourras tirer des conclusions.

Ne t’inquiète pas donc, les différentes infos qu’on te donnera te permettront de saisir dans quel contexte tu te trouves.

[Tof]

Je profite de la discussion pour poser une question bête...

Comment explique t'on la différence de comportement entre ces isotopes en fonction de la température ? Une molécule d'eau avec du ¹⁶O serait suffisamment plus légère que celle qui a un ¹⁸O pour s'évaporer plus facilement ? Mais alors, cette différence de masse devrait avoir le même effet, à 10°C qu'à 20°C, non ? On est bien d'accord, à part la différence de masse, rien ne diffère ces isotopes (mêmes propriétés chimiques) ?

Merci de m'aider à comprendre...

[laline]

Ben ce qui m'embête c'est que si, on m'a donné juste une courbe du delta 18O en fonction du temps et on me demande d'interpréter, donc je suis très embetée, parce que je ne vois toujours pas ce que je peux faire

Bonjour Laline,

Ta question est pertinente en elle-même mais ne se résout pas seule. Next50MY t’en donne d’ailleurs un bon exemple, où on corrèle parfois 018/016 avec C13/C12.

D’une façon plus générale, et ta question en est une magnifique illustration, un seul paramètre n’est pas suffisant pour caractériser un phénomène, qu’il soit climatique ou autre. On tente toujours de corréler plusieurs facteurs qui convergent vers une même conclusion, sachant que ladite corrélation est parfois rock’n roll à mettre en évidence. Par exemple, 018/016 est une relation directe à la température de l’eau mais C13/C12, lié à l’activité biologique, est une conséquence de cette température. Il y a donc un effet retard qu’il faut savoir apprécier dans la corrélation. Comme tu vois ça n’est pas simple (et ce n’est pas moi qui vais tout t’expliquer car je ne suis qu’utilisateur de résultats.

Quoiqu’il en soit, pour revenir directement à ta question, on ne peut te donner une courbe de variation d’018 seule pour te faire disserter sur une variation de température. Cette courbe provient d’échantillons prélevés dans un contexte donné et ce sont les éléments de ce contexte qui te permettront de proposer un schéma d’évolution climatique.

Parmi les éléments clefs, il y a la datation des échantillons qui te permettra de savoir dans quel cadre climatique global tu te trouves, mais il y en a bien d’autre : nature de l’échantillon ? (air dans glace = froid ; coquille marine donc une faune associée, chaude ou froide….), contexte sédimentaire à grande échelle, origine géograpgique ou paléogéographique….. De tous les éléments qu’on te donnera et de leur éventuelle corrélation, tu pourras tirer des conclusions.

Ne t’inquiète pas donc, les différentes infos qu’on te donnera te permettront de saisir dans quel contexte tu te trouves.

[trilobig]

Re bonjour,

Pour répondre à Tof, oui, la masse explique en grande partie ça, mais il ne s'agit pas que de l'évaporation, aussi de l'oxygène dissout. Entre 10 et 20°, dans un système qui serait totalement clos, le rapport isotopique de O serait différent ; il se trouve que dans la réalité c'est plus complexe car une infinité de paramètres influent (eux même dans des proportions variables fonction parfois de la température). Mais on ne raisonne jamais sur une mesure en tant que telle, on compare des trains de mesures sur une séquence et on détermine une tendance (trend), que l'on confirme ensuite avec d'autres marqueurs.

Pour laline et bien........ on ne te donne rien d'autre qu'une courbe ? même pas une chronologie absolue ? (qui fait que, sur la base de tes connaissances générales, tu saurais dans quelle phase climatique tu te trouves ?). Si c'est le cas, ça me paraît délicat, difficile à analyser et en tout cas simpliste, du même ordre par exemple que le discours médiatiques qui nous explique un réchauffement par simple augmentation de CO2, du fait que les deux sont très corrélés(ce qui ne veut pas dire que le second soit la cause unique du premier).

[laline]

oui on m'a donné uniquement cela

Re bonjour,

Pour répondre à Tof, oui, la masse explique en grande partie ça, mais il ne s'agit pas que de l'évaporation, aussi de l'oxygène dissout. Entre 10 et 20°, dans un système qui serait totalement clos, le rapport isotopique de O serait différent ; il se trouve que dans la réalité c'est plus complexe car une infinité de paramètres influent (eux même dans des proportions variables fonction parfois de la température). Mais on ne raisonne jamais sur une mesure en tant que telle, on compare des trains de mesures sur une séquence et on détermine une tendance (trend), que l'on confirme ensuite avec d'autres marqueurs.

Pour laline et bien........ on ne te donne rien d'autre qu'une courbe ? même pas une chronologie absolue ? (qui fait que, sur la base de tes connaissances générales, tu saurais dans quelle phase climatique tu te trouves ?). Si c'est le cas, ça me paraît délicat, difficile à analyser et en tout cas simpliste, du même ordre par exemple que le discours médiatiques qui nous explique un réchauffement par simple augmentation de CO2, du fait que les deux sont très corrélés(ce qui ne veut pas dire que le second soit la cause unique du premier).

[trilobig]

Et bien alors désolé, à mon niveau de compétence, quelque chose m'échappe et je ne sais pas te conseiller. Sais tu au moins sur quoi est mesuré le rapport (air, glace, carbonates....) ?

Sinon, il y a des sites de paléoclimatologie, sans doute y-a-t-il aussi des forums où des pros pourraient sans doute t'éclairer davantage.

[Tof]

On attend peut être une réponse montrant un esprit critique.

Dire que l'on ne peut pas se prononcer sur la modification climatique et expliquer pourquoi et de quels éléments supplémentaires on aurait besoin pour pouvoir tirer une conclusion serait une réponse intéressante, non ?

Ce qu'on attend d'un scientifique, à mon sens, c'est plus la capacité à prendre un problème sous différents angles, penser aux paramètres qui ne sont pas dans l'énoncé du problème, critiquer... bien plus que d'accumuler une masse de connaissances. Savoir défendre ses idées et son raisonnement avec une argumentation qui tient la route, c'est primordial.

Bon, après, tout dépend des consignes données au correcteur et sa façon de penser...

[trilobig]

Oui, tu as peut-être raison, savoir critiquer un sujet démontrant évidemment qu'on le maîtrise.

Mais je pense qu'on peut aussi évaluer cette maîtrise dans un exercice "taille réelle" alors, non climatologue que je suis, je n'exclue pas qu'un truc échappe.

[Next50MY]

Laline

j'ai pris ta phrase

'moins d'O16 qui part dans les nuages donc, le delta O18 des océans diminue'

collee sur google ca donne ceci

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-temperature-des-glaces.xml

en particulier ils disent:

'Il existe des relations bien calibrées par les mesures actuelles des météorologistes entre le δ18O des précipitations et la température moyenne atmosphérique à l'endroit où se produisent les précipitations. Ces relations ne sont pas issues de calculs mais de mesures ! '

...

'Cette relation est liée à un fractionnement isotopique entre l'oxygène lourd 18O et l'oxygène léger 16O au moment de la condensation de la vapeur d'eau en pluie ou en glace : lorsque la température atmosphérique diminue, le H2 18O se condense plus facilement que H2 16O. Les nuages s'appauvrissent en 18O et le δ18O des précipitations du moment sont enrichies en 180. Le nuage étant appauvri, les précipitations suivantes issues de ce même nuage auront donc un δ18O plus faible.'

jusque la ca va,

c'est apres que ca se complique pour comprendre

Est-ce que toi Laline ca t'eclaire ?

[Tof]

Bizarre, avec cette explication, on doit constater des différences sur une durée de vie d'un nuage. Une série de premières pluies dont le ratio sera différent des suivantes. Alors pour faire un constat sur du matériel géologique... Avec ces nouvelles explications, je comprends encore moins !

Arf !

[Next50MY]

Tof moi aussi j'ai beaucoup ri quand j'ai lu ca

on ne peut constater qu'un monde nous separe des experts - arf arf aussi.....

mais apres quelques compresses, une bonne sieste et une boisson gazeuse enrichie en Deuterium

voici ce que ca donne dans ma p'tite tete :

Plus le climat de refroidit, et plus la condensation intervient

et comme l' ¹⁸O se condense en premier

cela signifie que l'atmosphere de plus en plus froid dans le temps enregistre un trend de diminution du δ¹⁸O.

C'est ce que demontre la Relation isotope/température au Groenland et en Antarctique de l'Est.

Puisque la glace provient de la condensation atmospherique.

A present si on considere l'¹⁸O des oceans, celui fixé par les organismes marins,

c'est l'inverse !

Plus l'evaporation intervient et plus l'O18 s'enrichit au detriment de l'¹⁶O qui s'evapore plus vite. Ca correspond bien a la courbe isotopique interpretee au Tertaire, car issue des foraminiferes analysés dans les forages Deep Sea Drilling Programme

et la je te cite Laline :

'L'effet thermique: quand la température augmente, l'évaporation augmente,

il y a plus d'¹⁶O qui passe dans les nuages et donc le delta ¹⁸O des océans augmente.'

Laline pour ce qui t'interesse la paleoclimatologie, il faut rester critique comme Trilobig et prendre en compte les plantes terrestres, foraminiferes, algues et autres mollusques calcaires pour leur faire dire ce qu'on en sait.

Qui dit mieux , plus drole et moins complexe ?

[trilobig]

Moins compliqué ?

Je retiendrai que quitte à se prendre une averse sur le coin de la figure, mieux vaut se faire mouiller vers la fin, les gouttes sont moins lourdes donc moins pénétrantes.

Pour laline désolé, ça ne répond pas à tes interrogatins mais vu la complexité des phénomènes, si tu ne sais pas sur quoi tu raisonnes (air, glace ou carbonates) et si tu n'as qu'un seul paramètre, j'ai bien l'impression que la question est soit mal formulée soit divinatoire

En tout cas, si tu as le corrigé, je suis preneur.

[Next50MY]

une bonne pluie a l'¹⁶O vaut mieux qu'une mauvaise pluie acide

on est impatient de lire le cours ou de parler pedagogie avec les universitaires.

[Invité]

^

L'effet thermique: quand la température augmente, l'évaporation augmente, il y a plus d'O16 qui passe dans les nuages et donc le delta O18 des océans augmente. De meme, quand la température diminue, il a moins d'O16 qui part dans les nuages donc, le delta O18 des océans diminue.

L'effet glaciaire: quand la température diminue, l'O16 est piégé dans les glaces donc le delta O18 des océans augmente.

Alors, pris séparement je comprend bien les deux effets, mais je ne vois pas comment ils peuvent se concilier puisqu'ils indiquent deux choses différentes.

En gros, si on me donne juste une courbe de delta O18 des océans, et que je vois qu'il diminue,qu'est ce que ça veut dire? Est ce que c'est une réchauffement ou un refroidissement?

Il faut toujours vérifié dans quelle milieux les mesures sont effectués. Souvent dans les foraminifères planctonique qui vivent dans les zones épipélagique (0~150m) de l'océan et accumulent le O16 dans leurs carapaces en carbonate de calcium. Donc les analyses s'effectuent sur des calcaires datés.

Si c'est le cas il est établie que les époques glaciaires ont un taux de δ18O elevee qui varie autour de 4 et 5 et qui s'accroit depuis 3 MA.(Leur cycle complet dure ~100 KA depuis 700KA contre 40 KA entre 700KA et 2500KA avant aujourd'hui).

Les époques intérglaciaires ont un taux de δ18O faible qui varie entre 3 et 4.

Si ton O18 des océan diminue la température globale augmente.

δ18O =o18/o16 -> o18 diminue -> δ18O diminue.

Bonne soirée

[Next50MY]

Laline

UNE THESE menee aux US classe 85 paleosols en selon l'analyse RX des argiles

autour de la limte Eocene /Oligocene dans l'Oregon.

Le changement climatique dont je te parle plus haut (refroidissement Bartonien a Oligocene) est ici caracterisé

par un changement de composition argileuse. Et les auteurs demontrent en meme temps qu'un refroidissement un climat plus sec.

pour te montrer que en effet une courbe isotopique dans le temps n'a d'interet que si elle est comparée a une histoire geologique et paleoecologique..... et il serait etonnant que les professeurs n'y fassent pas allusion dans leur cours !

je te passe la these en question par MP

[Next50MY]

Quat, tu remarqueras en passant que ça se refroidit au Bartonien.

[Next50MY]

de nombreux résultats de paléo-climatologie au Paléocène et à l'Eocène:

http://www.riccamboni.eu/download/Volume%20of%20Abstract.pdf

[Quaternaire]

A lire également:

http://books.google.lu/books?id=XVzrzxA8XRoC&lpg=PA551&ots=HERiMxSg9N&dq=christian%20dupuis%2Bg%C3%A9ologie&hl=fr&pg=PP1#v=onepage&q&f=false

[Next50MY]

La paléobotanique à discuter sur ce sujet au Cénozoique !

http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_5/b_fdi_23-25/29105.pdf

Et un exemple concrêt d'évolution climatique à découvrir entre l'Eocène (présence de (?) Pinus) et le Pliocène (début du climat désertique) dans le Sahara Marocain :

http://www.geoforum.fr/topic/26759-strobile-de-pin-ou-de-prele/#entry453793

salut fossilo

c est bien éocène mais ça vient pas de boujdour. plutôt d un autre site situer...plus a l est de boujdour... dans le sahara.

[Next50MY]

Un article sur l'évolution du climat au Paléogène dans le bassin de Paris.

A partir des isotopes de l'oxygène issus des coquilles marines.

http://www.researchgate.net/profile/Laurent_Emmanuel/publication/277718425_Palaeogene_climate_evolution_in_the_Paris_Basin_from_oxygen_stable_isotope_%28_18O%29_compositions_of_marine_molluscs/links/5572e14108ae7536374e1d9e.pdf?inViewer=true&disableCoverPage=true&origin=publication_detail