Transition entre modes climatiques : les leçons des âges glaciaires du passé géologique – COLORS

Le but de ce projet est de se focaliser sur le couplage climat carbone à travers l?étude de deux transitions majeures entre mode froid et mode chaud subies par notre planète dans le passé. Le mode climatique dit froid (période caractérisée par la présence de calottes glaciaires sur les continents polaires) n?est survenu que 2 fois au cours des 400 derniers millions d?années, une première fois entre 330 et 270 Ma, nous vivons actuellement dans le second mode froid qui a commencé il y a 34 Ma. Bien que le niveau de CO2 dans l?atmosphère soit toujours suggéré comme le forçage principal de ces transitions, les processus et les mécanismes contrôlant les variations de la concentration en CO2 demeurent énigmatiques et nécessitent de ce fait toute notre attention. Les deux questions primordiales de ce projet sont : (1) Quelles sont les circonstances forçant le système climatique à passer d?un mode chaud à un mode froid, et (2) Comment est il possible de revenir à un monde sans calottes de glace. Le manque d?outils numériques adéquats est un des facteurs ayant freiné jusqu?à présent l?avancée de nos connaissances. Par exemple, il est souvent admis que la glaciation du Permo-Carbonifère, il y a 330 Ma, est liée à l'apparition des plantes via l'impact qu'elles auraient eu sur l'altération chimique des continents. Bien qu'attractif, ce scénario n'a encore jamais été quantifié du fait d'un manque cruel de modéles numériques adaptés à ces échelles de temps. Ces modèles numériques incluent les composantes océan atmosphère, la végétation, les calottes de glace, l'altération chimique des sols et les cycles biogéochimiques globaux. En effet, à travers des projets structurants d'acquisition de données européens mais surtout américains, les transitions climatiques sont à présent décrites comme des événements abruptes (dizaines de milliers d'années), au regard du pas de temps géologique, qui font basculer le système d'un mode à l'autre. Néanmoins, les processus agissant aux très longues échelles de temps définissent le cadre dans lequel ces événements brefs se produisent, et contraignent donc au moins en partie leurs effets globaux. Il est donc primordiale de développer un modèle « Système-Terre » prenant en compte toutes les composantes pertinentes aux échelles de temps étudiées. De tels outils existent mais doivent être étroitement couplés. Le développement de tels modèles devrait permettre des avancées scientifiques novatrices et originales sur notre connaissance du passé géologique.