Forçages et rétroactions de la mousson dans un climat chaud – iMonsoon

La mousson d’été Indienne (ISM) est un élément majeur du régime hydrologique le plus important du globe, et les précipitations et les vents associés affectent plusieurs milliards d’êtres humains. En réponse au forçage anthropogénique, les modèles climatiques prédisent une augmentation de la surface affectée par les systèmes de mousson à la fin du XXIème siècle. Cependant, les incertitudes sur les précipitations, en particulier pour les régimes de mousson, restent importantes et les enregistrements instrumentaux sont trop courts pour déterminer la variabilité naturelle de la mousson et sa réponse aux forçages climatiques. Notre capacité à prédire les réponses futures de l’ISM au réchauffement global liée aux fortes concentrations en CO2 est limitée par l’absence d’analogues récents alors même que les reconstructions du système ISM en période chaude anciennes permettraient de mieux le contraindre. Pendant la fin du Miocène (d’environ 11 à 5 Ma), les températures et les concentrations de CO2 sont estimées comme étant plus importantes que pendant le Pléistocène, cette période constitue donc une excellente analogue pour les climats futurs.

Le projet iMonsoon vise à reconstruire la dynamique passée du climat et de l'ISM au cours du Miocène terminal, grâce à l’utilisation de plusieurs proxies géochimiques et micropaléontologiques sur un enregistrement sédimentaire unique du Golfe du Bengale (site IODP U1443), situé dans le coeur de la région convective de l’ISM. En étudiant dans la même séquence des indicateurs de changements globaux (température/hydrologie de l’océan profond) des principaux forçages (CO2 de l’océan de surface) et des indicateurs de paramètres soumis à l’influence de l’ISM, nous fournirons le premier enregistrement de référence pour cette période charnière. Les changements de climats globaux seront reconstruits par l’analyse des isotopes de foraminifères benthiques, en parallèle de plusieurs paramètres sensibles à l'ISM, comme la productivité primaire et les températures de surface et sub-surface de l'océan. L'utilisation d'analyses couplées d'isotopes stables et d'éléments traces dans les foraminifères planctoniques nous permettra d'étudier la stratification de la colonne d’eau; et l'étude des associations de nannofossiles calcaires nous permettra de reconstruire la productivité primaire tout en nous apportant des informations sur la réponse évolutive du phytoplancton aux changements climatiques. La spécificité du projet iMonsoon repose sur la caractérisation des paléo-concentrations en CO2 de surface océanique, via le développement d'un nouvel indicateur basé sur la géochimie isotopique des coccolithes. Ensemble, ces reconstructions, les premières à résolution orbitale pour l’océan Indien au Miocène, seront comparées à de nouvelles simulations climatiques du Miocène réalisées avec le modèle IPSL-CM6VLR. Ces simulations modéliseront l'effet du CO2 et des paramètres orbitaux sur l'intensité de l'ISM et sur la productivité primaire, permettant de mieux comprendre les mécanismes climatiques et boucles de rétroactions mousson-climat potentielles dans un climat chaud.

Le projet iMonsoon contribuera à déterminer (1) la sensibilité et la dynamique/phase des changements de mousson en réponse aux forçages d’insolation et les conditions internes comme l’exportation de chaleur latente de l’Hémisphère Sud, la couverture de glace globale et les concentrations en gaz à effets de serre, (2) l’âge et les conditions sous lesquelles la circulation de mousson s’est mise en place et (3) le degré de couplage entre les différents sous-systèmes de la mousson Asiatique. Ce projet permettra de continuer à développer un proxy novateur de CO2 nouveau au CEREGE et en France, et permettra de fédérer autour de la proposante un groupe de chercheurs centré sur cette thématique, et de tisser un réseau de collaborations au sein des communautés nationales et internationales au meilleur niveau de la recherche internationale.