Variations de la teneur en CO2 de l'atmosphère au cours des 4 derniers cycles glaciaire-interglaciaires, à partir de l'analyse de la carotte de Vostok (Antarctique) : implications sur l'évolution du climat et du cycle du carbone
Résumé
The 420 000-year climatic and atmospheric record represented by the Vostok ice core, gives a unique opportunity to reconstruct evolution of atmospheric carbon dioxide (CO2) content for the last 4 glacial- interglacial cycles. The atmospheric significance of CO2 deduced from the Vostok core is discussed taking into account physical processes likely to alter information and measurements of O2/N2 ratio developed in this work. We also compare Vostok CO2 record with ones from other Antarctic ice cores. We show that atmospheric CO2 content for the interglacial stages is 280-300 ppmv (part per million by volume), until anthropogenic disturbance, whereas CO2 concentration into the atmosphere is about 180 ppmv during glacials. These variations parallel those of Antarctic temperature, which have amplitude of about 10°C. Reasons of climatic changes are still poorly understood. By comparing variations of CO2 with regard to those of high North latitude temperatures, sea level and dust concentration in Vostok ice, this work points out the causality links between these parameters. Comparing Vostok with other climatic records (from the North or marine ones), we propose mechanisms able to explain glacial to interglacial changes of atmospheric CO2 content and able to link the events characterising climatic oscillations. This work stresses on the major role of the Southern Hemisphere and particularly that of sea-ice in Southern Ocean.
Les 420 000 ans d'archives du climat et de la composition de l'atmosphère, constituées par la carotte de Vostok, offrent la possibilité unique de reconstruire l'évolution de la teneur en dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère au cours des 4 derniers cycles glaciaireinterglaciaires. La représentativité atmosphérique de la teneur en CO2 de cette carotte est discutée en tenant compte des processus physiques susceptibles d'altérer l'information et de la mesure du rapport O2/N2 mise au point au cours de ce travail. La représentativité de l'enregistrement CO2 de Vostok est aussi discutée à partir de sa comparaison avec différents enregistrements glaciaires antarctiques. On constate que la teneur en CO2 de l'atmosphère pendant les interglaciaires est de 280 à 300 ppmv (partie par million en volume) hors de l'influence anthropique, alors que la concentration caractérisant les périodes glaciaires est d'environ 180 ppmv. Ces variations sont à mettre en parallèle à celles de la température en Antarctique qui présente des oscillations d'environ 10°C. Les causes des changements climatiques sont encore mal comprises. En comparant l'évolution temporelle du CO2 à celle des températures aux hautes latitudes Sud et Nord, du niveau des mers et de la quantité de poussières continentales parvenant à Vostok, ce travail met en évidence des liens de causalité possibles entre les variations de ces différentes paramètres. Par confrontation avec d'autres enregistrements climatiques (Groenland, enregistrements marins), nous proposons également des mécanismes susceptibles d'expliquer les changements glaciaire-interglaciaires de la teneur en CO2 de l'atmosphère, ainsi que l'enchaînement des évènements caractérisant les oscillations climatiques. Il ressort de cette étude que le rôle de l'hémisphère Sud semble prépondérant et que l'étendue de la glace de mer, en Atlantique Sud en particulier, pourrait jouer un rôle clef dans la genèse des changements climatiques glaciaire- interglaciaires.
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