Reconstruction modèle-données des climats du Cénozoique – AMOR

Le but de ce projet est d'explorer les couplages climat-carbone-calotte de glace à travers l'étude de transitions majeures globales d'un monde chaud vers un monde froid que la Terre a connu dans son passé. Bien que la teneur en CO2 dans l'atmosphère est le processus généralement mis en avant pour expliquer les fluctuations du climat, les mécanismes expliquant les fluctuations du CO2 à ces échelles de temps demeurent énigmatiques et nécessitent une implication forte de la communauté. Par ailleurs, la mise en place de la calotte Antarctique à la transition Eocène Oligocène il y a 33.9 Ma (TEO) ne s'est pas fait de manière définitive puisque de nombreuses preuves montrent que la calotte a subi des avancées et des événements de fonte majeurs jusqu'à la transition climatique du Miocène moyen (TCMM) il y a 14 Ma qui a vu le volume de glace sur l'Antarctique se stabilisait définitivement. Les modèles climat-calotte appliqués à la TEO démontrent que le seuil de CO2 nécessaire pour déclencher la mise en place de la calotte de glace sur l'Antarctique se situe entre 84° et 700 ppmv en fonction de la sensibilité du modèle de climat. Des études récentes se sont intéressées aux événements de fonte de la calotte Antarctique survenus après la TEO dans des contextes de CO2 très bas (380-500 ppmv), en particulier celui survenu durant l'optimum climatique du Miocène (16 Ma) et celui du Pliocène (4 Ma). Comment est il possible de simuler la mise en place de la calotte Antarctique à 700 ppmv durant la TEO et simuler une fonte importante de la calotte durant le Miocène à 500 ppmv ? Est ce que cela signifie que les changements géographiques entre la TEO et le Miocène moyen ont été tels que le climat Antarctique était alors plus chaud durant le Miocène que durant le début de l'Oligocène pour un CO2 équivalent ? Quels sont les facteurs à l'origine des changements de CO2 estimés à travers ces transitions ? Les articles récents tendent à montrer l'existence d'une variabilité du CO2 à l'échelle de quelques centaines de milliers d'années à travers la transitions EO et celle du Miocène moyen; pour autant, aucun modèle quantitatif n'est capable d'expliquer de telles variations. Afin de répondre à ces questions, deux méthodes d'investigation seront initiées. 1) l'acquisition de nouvelles données est nécessaire pour mieux quantifier/caractériser les changements environnements survenant pendant les deux transitions. Les Mollusques des zones côtières d'Europe de l'Ouest, de l'Est des USA et de la Nouvelle Zélande ont été ciblés pour leur potentiel prometteur car ils nous donneront accès aux variations saisonnières des températures à partir d'analyses couplées - isotopes stables et D47 -. Les affleurements de la Nouvelle Zélande sont proches de l'Antarctique et nous donneront accès à l'enregistrement local de l'influence de la calotte Antarctique tandis que les enregistrements de l'hémisphère Nord pourraient nous informer sur la réponse à l'échelle planétaire. De plus, le gradient Est-Ouest (Europe-USA) pourrait nous informer sur les changements de dynamique océanique en Atlantique Nord. 2) L'utilisation de modèle Système Terre incluant la composante biogénique marine est très prometteuse. Elle pourrait nous permettre de comprendre les interactions entre la productivité primaire et les changements de circulation océanique, ces derniers étant induits par les modifications de géométrie des bassins mais également par la mise en place de calotte de glace. Les simulations climatiques donneront également un cadre physique à l'interprétation des données acquises et pourraient permettre de distinguer quantitativement quel processus joue un rôle majeur ou mineur.