Événements climatiques abrupts et du temps géologique profond

Les états chauds et froids extrêmes du passé géologique et les transitions soudaines, enregistrées dans la glace et les sédiments, qui révèlent la rapidité potentielle des changements climatiques.

Definition

Le climat du temps profond fait référence aux principaux états chauds et froids du passé géologique lointain de la Terre, et les événements climatiques abrupts sont des réorganisations majeures du système climatique qui se produisent sur des périodes allant de quelques années à plusieurs siècles, bien plus rapidement que le forçage orbital.

Scope

Ce thème aborde le climat du passé géologique profond et les événements abrupts qui le ponctuent. Il traite de l'alternance entre les états chauds de « serre » et froids de « glacière » sur des millions d'années, des événements hyperthermaux tels que le Maximum Thermique Paléocène-Éocène, et des transitions abruptes à l'échelle millénaire de la dernière période glaciaire, y compris les événements de Dansgaard-Oeschger et le Dryas Récent, ainsi que les mécanismes de circulation océanique et de rétroaction considérés comme étant à l'origine de changements aussi rapides.

Core questions

• Qu'est-ce qui a provoqué l'alternance de la Terre entre les états de « serre » et de « glacière » ?
• Quelle était la rapidité et l'ampleur des événements hyperthermaux passés tels que le PETM ?
• Quels mécanismes ont produit des transitions abruptes à l'échelle millénaire ?
• Qu'impliquent ces événements concernant les seuils et les points de basculement ?

Key theories

Contrôle du cycle du carbone sur le climat du temps profond

Sur des millions d'années, la tectonique, l'altération et le volcanisme régulent le dioxyde de carbone atmosphérique, entraînant les transitions lentes entre les états chauds de « serre » et froids de « glacière ».

Seuils de circulation océanique et changement abrupt

De rapides réorganisations de la circulation de retournement atlantique (Atlantic overturning circulation), déclenchées par des apports d'eau douce, peuvent faire basculer le climat régional entre différents états en quelques décennies, expliquant les événements abrupts de l'âge glaciaire.

Mechanisms

Aux échelles de temps les plus longues, l'équilibre entre le rejet de carbone volcanique et son élimination par l'altération des silicates détermine la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique et par conséquent si la planète se trouve dans un état chaud ou glaciaire. Des événements abrupts se superposent à cela : de grandes et rapides injections de carbone produisent des hyperthermaux, tandis que des impulsions d'eau douce dans l'Atlantique Nord peuvent arrêter ou relancer la circulation de retournement (overturning circulation), faisant basculer le climat régional entre différents modes en quelques années à décennies, tel qu'enregistré dans la glace et les sédiments.

Clinical relevance

Les événements hyperthermaux servent d'analogues naturels pour les conséquences d'un rejet rapide de carbone, et les archives des transitions abruptes démontrent que le système climatique peut franchir des seuils et changer bien plus rapidement que le forçage orbital graduel.

History

Les carottes de glace du Groenland dans les années 1980 et 1990 ont révélé que la dernière période glaciaire était ponctuée de réchauffements abrupts de Dansgaard-Oeschger, renversant l'hypothèse selon laquelle le climat ne change que progressivement ; les archives des fonds marins ont quant à elles cartographié la longue tendance de « serre » à « glacière » des soixante-cinq derniers millions d'années et des événements tels que le Maximum Thermique Paléocène-Éocène.

Debates

Source et taux de carbone dans le PETM

L'origine, la quantité totale et le taux de rejet du carbone qui a provoqué le Maximum Thermique Paléocène-Éocène sont débattus, avec une pertinence directe quant à sa comparaison avec les émissions actuelles.

Key figures

• Richard Alley
• Wallace Broecker
• James Zachos
• Thomas Stocker

Seminal works

• zachos2001
• alley2000

Frequently asked questions

À quelle vitesse le climat peut-il changer naturellement ?

Les carottes de glace montrent que le climat régional a changé de plusieurs degrés en quelques décennies lors d'événements abrupts passés, bien plus rapidement que le rythme lent des périodes glaciaires.

Qu'était le Maximum Thermique Paléocène-Éocène ?

C'était un réchauffement climatique rapide il y a environ 56 millions d'années, provoqué par un important rejet de carbone, souvent étudié comme un analogue naturel des émissions actuelles.