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CPATEMP : Reconstruire les températures continentales du passé

  • 26.02.2015

Etudier les climats passés nous permet de mieux comprendre les évolutions climatiques en cours. Mais comment remonter au-delà des premières mesures météorologiques qui débutent au 17ème siècle ? En analysant les indices qu’ont laissés les successions des climats sur les éléments naturels. Toutefois, aucun de ces indices n’a jusqu’ici permis de mesurer de façon fiable les températures sur les continents, une information pourtant primordiale.

Grâce à un nouveau paléothermomètre, une équipe internationale menée par le Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (CEREGE) espère enfin dérouler le film des températures sur le continent africain durant les derniers 20 000 ans. Un film qui permettra de mettre en perspective la sensibilité du climat sur une période proche de la nôtre. 

Un nouveau marqueur des climats passés

Les archives naturelles des climats passés se cachent principalement dans la glace des calottes polaires, mais aussi dans les sédiments marins et continentaux. Dans ces bibliothèques du passé, plusieurs indices reflètent le temps qu’il faisait à l’époque où ils se sont fait piéger : la composition géochimique des éléments, la présence de certaines molécules chimiques résistantes au temps ou encore le type de flore et de faune fossilisés. 

Parmi ces indicateurs, rares sont ceux à donner une information quantitative sur les températures passées. Il existe quelques marqueurs fiables dans le milieu marin et les molécules d’eau des glaces permettent également d’évaluer les températures aux pôles. Mais pour ce qui est du milieu continental, les chercheurs ne pouvaient compter que sur les pollens fossilisés comme témoins indirects des températures locales. Or les informations extraites de ces indicateurs restent floues et peu fiables… D’où l’engouement des scientifique après la découverte d’un nouveau biomarqueur des températures au milieu des années 2000. Il s’agit de molécules extrêmement résistantes, issues des membranes de bactéries qui vivent notamment dans les lacs. Sans que l’on comprenne encore pourquoi, ces molécules, appelées Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers ou GDGTs, voient leur composition et leur concentration varier en fonction de la température ambiante. 

« On pense que ces modifications permettent aux micro-organismes d’adapter la fluidité de leur membrane face aux changements de températures », précise Guillemette Ménot, coordinatrice du projet au CEREGE. « En étudiant la concentration des différents types de ces molécules, on parvient à reconstituer la température ».

Crédits : Yannick Garcin

Des sédiments lacustres… aux températures du passé 

Dans un premier temps, les chercheurs ont décidé de focaliser leur attention sur des lacs d’Afrique Centrale. 

« Il n’existe encore aucune donnée sur l’évolution des températures dans cette partie du continent africain durant les derniers 20 000 ans. Or, il s’agit d’une zone climatique très intéressante, qui a connu une période humide d’environ 8000 ans qui reste encore largement énigmatique », argumente Guillemette Ménot. 

La paléoclimatologue bénéficie d’une importante banque d’archives rapportées lors de précédentes missions de son laboratoire. Mais ces archives étaient grignotées de toutes parts : impossible d’obtenir des séries temporelles complètes !

Il n’existe encore aucune donnée sur l’évolution des températures dans cette partie du continent africain durant les derniers 20 000 ans.

De nouvelles missions de carottage s’imposaient donc. Une première expédition au Cameroun, en 2013, a permis de remonter une carotte lacustre de 20 mètres de long, soit quelques 17 000 ans d’archives climatiques. Une longue carotte de boue de laquelle ont été extraites les précieux GDGTs. Après les avoir purifiées et concentrées, ces molécules passent ensuite dans un imposant appareil, un chromatographe couplé à un spectromètre de masse, qui permet de mesurer la proportion des différents types de molécules. 

C’est cette proportion qui permettra in fine de déterminer la température à différentes profondeurs de la carotte et donc à différents âge. Une autre mission de carottage est prévue en mars 2015, au Tchad, ce qui permettra d’avoir une vue régionale du climat africain passé. 

Comprendre le passé pour éclairer l’avenir

Remonter le film des températures du continent africain devrait permettre de comprendre pourquoi cette région est entrée dans une période humide aux alentours de -12 000 ans et comment elle en est sortie.

L’évolution des températures a-t-elle déclenché cet épisode ?

Ces bouleversements peuvent-ils nous renseigner sur l’avenir du continent africain dans le contexte du réchauffement actuel ?

Par ailleurs, ces mesures seront confrontées aux résultats fournis par les différents modèles de reconstruction du climat. Ce qui devrait permettre, petit à petit, de mieux contraindre ces modélisations aux réalités du terrain. Et donc de mieux prévoir les réponses du système climatique aux différentes perturbations en cours.

“ Nous avons enfin accès à un paléothermomètre qui fonctionne sur les continents. Cela nous ouvre de nouvelles perspectives de compréhension de la machinerie climatique de notre planète. ”

Guillemette Ménot

Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (CEREGE) et Maître de conférences à Aix-Marseille Université

Crédits Photos : Guillemette Ménot et Yannick Garcin

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