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1 2 La glace, archive du climat et de la composition chimique de l'atmosphère Les « archives climatiques » dont on dispose sont nom- breuses et variées Elles

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dans la composition desquelles peut entrer tout ingrédient Dans la suite de ce document, le terme « glace » désignera fonction de critères de composition :

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dans les calottes de glace polaire et dans les glaciers, tropicaux et tempérés, de très haute La composition isotopique de la glace détermine la température

Explorer lévolution du climat grâce aux glaces de lAntarctique et du

glace Les variations des concentrations en gaz à effet de serre (méthane, dioxyde de carbone) et la composition isotopique du dioxygène de l'air sont

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En résumé, la composition de l'air initialement incorporée dans la glace et une fois corrigée de la gravi- tation est celle régnant en surface une dizaine d'années

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Directeur de Recherche au Laboratoire de Glaciologie et 1 , Michel ,OHVWPHPEUHGHFHODERUDWRLUHGHSXLV flfi 1

Figure 1

Figure 2

fr-FR

Anthropos

Figure 3

Figure

Les calottes glaciaires de

l"Antarctique et du Groenland zones d"archive du climat et de l"atmosphère (jusqu"à près de 1 million d"années).

Figure

Positions des différents sites de

forage étudiés en Antarctique et au Groenland. A : épaisseur moyenne annuelle de neige déposée. eGroenland La chimie de la glace : une archive de notre environnement passé

Figure 4

Chapitre de

Brasseur

Chimie et changement clima-

tique

Figure

3 Localisation des glaciers froids de moyenne latitude en Eurasie : les Alpes, le Caucase, et l"Asie centrale (points rouges).

Figure

Les différents paramètres

environnementaux archivés par la glace depuis la formation des ocons de neige dans l"atmosphère jusqu"à la formation de la glace en profondeur.

Composition isotopique

de H 2

OL"atmosphère

Emprisonnement de gaz

(CO 2 CH 4

CO) dans les bulles d"airCollecte d"impuretés

(aérosols, gaz solubles) dans le αocon

Climat : paléo-thermomètre

Gaz à eet de serre (bulles d"air)

Charge et composition en aérosol

(climat/qualité de l"air) 0 20 40
60
80
10 0 12 0 fi "Figure 5

Datation par stratigraphie de

la neige déposée au centre du

Groenland sur les cinq premiers

mètres de neige : l"enregistrement des paramètres isotopiques de l"eau (en bleu), de l"eau oxygénée (en jaune) et de l"ammoniac (en vert) permet de compter les années. Datation des couches de neige et glace : la stratigraphie

L'ammonium provient des émissions de NH

3 (en particulier, dénitrication des sols/activité bactérienne) : plus il fait chaud plus les émissions sont fortes

L'eau oxygénée (H

2 O 2 sous rayonnement solaire on produit OH et HO 2 puis HO 2 + H O 2 H 2 O 2

Isotopes stables de l'eau (ici

O) : paléothermomètre

(plus il fait chaud plus il y a d'isotopes lourds)

Autres : Na

(embruns marins), Ca 2+ (aérosols crustaux)

µmol · L

-1

Groenland

Profondeur (m)H

2 O 2 NH 4+

0123451,0

0, 5 0 14 10 12 8 6 4 2 0-25 -30 -40 -35 -45 La chimie de la glace : une archive de notre environnement passé

Sur le terrain

Figure 6

1.3.2. Par le recours aux

horizons repères

Les éruptions volcaniques

types d"éruptions volcaniques bien différents pour les clima- tologues »

Les tests nucléaires

Figure 8

Figure

Quand on a moins de 20 cm de

neige par an, l"érosion éolienne perturbe très facilement la stratigraphie.

Figure 9

Figure 7AFigure 7B

""Figure 7B

Figure 7C

Figure

7 A) Éruption volcanique explosive de type Tambora (1815) ; B) éruption ssurale en Islande de type Laki (1783) ; C) les enregistrements en sulfates au Groenland (à gauche) et en Antarctique (à droite) montrent l"incidence différente des panaches du Laki et du Tambora.

Figure

Datation d"une carotte du col du

Dôme (massif du Mont Blanc)

par comptage des années sur le prol de NH 4 (croix), en utilisant les horizons radioactifs (triangles) et les arrivées de sables sahariens (carrés), et un modèle d"écoulement (trait plein).

1.4.1. Les αocons de neige

un paléothermomètre La chimie de la glace : une archive de notre environnement passé

Figure 10

Figure 11

Figure

9 Une tranchée scientique mise en place lors du forage de NEEM au

Groenland

pour la découpe des carottes de glace et leur mesure . via

T = 0 °CT = 11 °CT = 20 °C

-27 ‰-17 ‰ -15 -6 ‰-9,5 ‰

Continent

Océan

Figure

La phase vapeur de l"eau

s"appauvrit en isomères lourds à chaque précipitation. La variation des rapports isotopiques dans les précipitations s"exprime en . Le rapport isotopique d"un échantillon (R) s"exprime par rapport à la composition de l"eau de mer = 1000 (R/R SMOW - 1), où SMOW est réservoir d"eau : D/H = 155,76.10 -6 O 18 /O 16 = 2005,2.10 -6

1.4.2. Le deutérium

et l"oxygène 18

Figure 12A

Figure 11

¥¬´Figure 12B

-400 -450 -500 0, 0 0 -5 -100,5 1, 0

0100 000200 000300 00

0400 000T

s C) 18 O smow )D

Figure

A) Oscillations climatiques entre les maximums glaciaires et les stades interglaciaires au centre de l"Antarctique

mesurées par le rapport isotopique de la glace. L"amplitude de l"oscillation climatique est d"environ 10

°C B)

correction de changement de composition isotopique de l"océan (SMOW) en période froide (stockage d"eau

douce sur les continents et abaissement du niveau des mers de 100 m).

Figure

Décroissance des teneurs en

isotopes lourds observée dans la précipitation collectée dans différents sites : plus il fait froid, moins il y a d"isotopes lourds. moyenne de l"air La chimie de la glace : une archive de notre environnement passé 2

Densité

Années après le dépôt

30,40,50,60,70,80,80

100
500
1 000 2 000 2 600

2 90020

40
60
80
100
120

00,020,040,060,08

Porosité fermée

Hydrates d'air

Profondeur en m

25
20 15 10 5 0

µEq·L

-1

Holocène

VostokSummitVostokSummitDernier maximum glaciaire

Naquotesdbs_dbs16.pdfusesText_22

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