DS01 - Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

Dynamique passée de l'humidité atmosphérique continentale et de la végétation: apports de la triple composition isotopique de l'oxygène – HUMI-17

Résumé de soumission

En milieu continental, l’humidité relative est un paramètre-clé mal simulé par les modèles climatiques. Pour améliorer la précision des simulations, il est nécessaire de procéder à des comparaisons modèles-données, au-delà de la période instrumentale. Or il existe peu de marqueur de l’humidité passée. Le premier objectif du projet HUMI-17 est de combiner les expertises du LSCE et du CEREGE quant à la mesure de la triple composition isotopique de l’oxygène, pour développer un nouveau marqueur quantitatif de l’humidité atmosphérique passée, i.e. la triple composition isotopique de l’oxygène de la silice des plantes (phytolithes). La calibration du marqueur requiert la détermination des fractionnements en jeu au sein du cycle de l'eau à l'interface sol/plante/atmosphère et lors de la précipitation de la silice. Une première calibration, faisant varier humidité, température, pression partielle en CO2 et alternances jour/nuit sera faite en chambre de culture grâce aux installations inégalées de l’Ecotron-Montpellier (CNRS). Une seconde calibration sera faite en plein champs sur les sites équipés de l'O3HP et du service d'observation national AMMA-CATCH. Les impacts de la végétation-source et des processus taphonomiques sur la triple composition isotopique des phytolithes seront appréhendés par l’analyse de phytolithes de plantes, de sols et de sédiments de surface collectés le long des gradients climatiques et de végétation. Le deuxième objectif du projet HUMI-17 est de mieux contraindre les interactions entre climat (humidité comprise) et végétation lors de périodes pré-anthropiques. Nous produirons trois enregistrements locaux des changements passés de l'humidité atmosphérique et de la végétation, qui seront comparés aux reconstitutions multi-proxy déjà disponibles pour les sites ciblés, et aux sorties de modèles couplés climat-végétation, après descente d’échelle. De plus, nous utiliserons la triple composition isotopique de l'oxygène atmosphérique (O2) pour reconstituer les changements passés de productivité de la biosphère à l'échelle globale. Le cycle de l'O2 est directement lié au cycle de l'eau et l'évolution de la productivité globale est un paramètre fondamental et mal contraint du cycle de l'eau. Nous tirerons parti de l'expérience en chambre de culture pour quantifier, à l'interface sol/plante/ atmosphère, les fractionnements successifs menant à la triple composition isotopique de l'O2 atmosphérique. Une approche couplée modèle-données sera ensuite utilisée pour estimer la productivité de la biosphère au cours du dernier cycle climatique. Des enregistrements de la triple composition isotopique de l'O2 dans les carottes de glace sont disponibles à cet effet. Le projet HUMI-17 repose sur une collaboration déjà effective entre le CEREGE/IMBE, le LSCE et l’Ecotron à laquelle s’ajoutera l’HSM (pour AMMA-CATCH), le Department of Earth Sciences (Western University, Canada) et le Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science (University of Miami, USA). Notre recherche sera structurée autour des trois axes suivants: 1) calibrations en chambres de culture, 2) calibrations en plein champs, et 3) reconstitution des changements climatiques et de végétation passés. Le montant de l'aide demandée à l'ANR (4 ans) est de 531k€.

Coordinateur du projet

Madame Anne Alexandre (Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Délégation Régionale Provence et Corse - Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ECOTRON Ecotron européen de Montpellier
HSM Hydroscience Montpellier
LSCE
CNRS DR12 - CEREGE Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Délégation Régionale Provence et Corse - Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement

Aide de l'ANR 509 378 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2017 - 48 Mois

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