Paléoclimatologie
L'étude des climats du passé géologique et historique, reconstitués à partir d'archives naturelles pour révéler comment et pourquoi le climat a changé avant l'existence des instruments de mesure.
Definition
La paléoclimatologie est l'étude scientifique des climats passés et de leurs causes, utilisant des enregistreurs naturels du climat, appelés indicateurs indirects (proxies), pour reconstituer les conditions des périodes antérieures aux mesures instrumentales.
Scope
Ce domaine couvre la reconstitution et l'interprétation des climats passés, depuis le passé géologique profond, à travers les périodes glaciaires, jusqu'au dernier millénaire. Il aborde les archives naturelles et les indicateurs indirects (proxies), tels que les carottes de glace, les sédiments marins et lacustres, les cernes d'arbres, les coraux et les spéléothèmes, qui enregistrent les conditions passées ; le forçage orbital des cycles glaciaires ; les transitions climatiques abruptes ; et la manière dont les preuves paléoclimatiques contraignent la sensibilité climatique et placent le changement actuel dans un contexte à long terme.
Sub-topics
Core questions
- Comment le climat passé peut-il être reconstitué à partir d'archives naturelles ?
- Qu'est-ce qui a rythmé les périodes glaciaires récurrentes ?
- Avec quelle abruptitude le climat a-t-il changé dans le passé ?
- Que révèle le passé profond sur la sensibilité climatique et le présent ?
Key theories
- Reconstitution basée sur les indicateurs indirects (proxies)
- Les propriétés physiques, chimiques et biologiques des archives naturelles réagissent au climat de manière calibrée, de sorte que leur mesure permet une reconstitution quantitative de la température, des précipitations et de la composition atmosphérique passées.
- Rythme orbital des périodes glaciaires
- De lents changements dans l'orbite terrestre modifient la distribution saisonnière et latitudinale de l'ensoleillement, rythmant la croissance et la décroissance des calottes glaciaires sur des dizaines de milliers d'années.
Mechanisms
Les archives naturelles s'accumulent couche par couche, emprisonnant des signaux chimiques et biologiques, tels que les rapports isotopiques, les gaz piégés, les largeurs des cernes de croissance et les assemblages de microfossiles, qui varient en fonction du climat. En datant ces archives et en calibrant les indicateurs indirects (proxies) par rapport aux observations modernes, les paléoclimatologues reconstituent les températures passées, le volume de glace et les concentrations de gaz à effet de serre, et ils relient ces changements au forçage orbital, aux variations volcaniques et solaires, et aux rétroactions internes.
Clinical relevance
Les enregistrements paléoclimatiques révèlent toute l'étendue de la variabilité climatique naturelle, fournissent des contraintes indépendantes sur la sensibilité climatique et montrent que les concentrations actuelles de gaz à effet de serre et les taux de changement sont inhabituels dans le contexte du passé géologique récent.
Evidence & guidelines
Le sixième rapport d'évaluation du GIEC s'appuie sur des preuves paléoclimatiques pour délimiter la sensibilité climatique, pour montrer que les températures mondiales récentes et les niveaux de dioxyde de carbone sont exceptionnels sur des centaines de milliers à des millions d'années, et pour éclairer les projections de changements futurs.
History
La reconnaissance des périodes glaciaires passées au XIXe siècle a lancé l'étude des climats anciens, Milankovitch a quantifié la théorie orbitale au début du XXe siècle, et l'avènement, au milieu du XXe siècle, de l'analyse isotopique des carottes de sédiments marins profonds et des carottes de glace a transformé la paléoclimatologie en une science quantitative.
Debates
- Facteurs des terminaisons glaciaires
- La manière dont le forçage orbital, les gaz à effet de serre, la circulation océanique et les rétroactions des calottes glaciaires se combinent pour mettre fin aux périodes glaciaires, et lequel de ces facteurs domine, demeure une question active.
Key figures
- Raymond Bradley
- Milutin Milankovitch
- Wallace Broecker
- Nicholas Shackleton
Related topics
Seminal works
- bradley2015
- cronin2010
Frequently asked questions
- Comment les scientifiques connaissent-ils les climats d'avant les thermomètres ?
- Ils étudient des archives naturelles telles que les carottes de glace, les cernes d'arbres et les sédiments, dont les signaux chimiques et biologiques agissent comme des indicateurs indirects (proxies) des températures, des précipitations et de la composition atmosphérique passées.
- Pourquoi le passé lointain est-il important pour le climat actuel ?
- Les climats passés montrent à quel point le système est sensible aux changements des gaz à effet de serre et au forçage orbital, offrant des vérifications indépendantes des projections et démontrant que les changements actuels sont inhabituels.