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Les glaciers à l'épreuve du climat

 | 
Bernard Francou
, 
Christian Vincent

Partie 1. Les grandes évolutions du passé

Chapitre 2. La valse des glaciers et du climat dans le passé

Les grands mécanismes en jeu

Texte intégral

Si l’on considère les 4,5 milliards d’années de l’âge de la Terre, on s’aperçoit que les périodes froides, avec des glaciations importantes, n’ont guère occupé plus de 10 % de cette histoire, les autres ayant été plus chaudes que notre époque. On sait aussi que les climats ont été changeants, et que ces fluctuations sont dues à plusieurs causes, évolution de l’énergie reçue du Soleil par la surface de la Terre, modifications chimiques subies par l’atmosphère, mais aussi changements induits par les mouvements du relief (formation des chaînes de montagne, mouvement des plaques tectoniques) et l’activité volcanique. Ce n’est que depuis 30 millions d’années environ que le climat s’est refroidi. Les premières traces de glaciations sont apparues dans l’hémisphère nord il y a 7 millions d’années

Les glaciations ne datent pas d’hier…

1Des éventuelles glaciations datant de temps géologiques très anciens, il ne reste plus aucune trace, du fait de l’érosion de la croûte terrestre.

2Les premières extensions glaciaires identifiées dans des sédiments datent de 2,4 milliards d’années. Cette glaciation dite « huronienne » a duré 300 millions d’années environ, donnant naissance à des dépôts glaciaires plus ou moins bien conservés qui ont été retrouvés en Amérique du Nord, en Finlande et en Afrique australe. À cette époque, le rayonnement solaire était inférieur à 20 % de sa valeur actuelle, et il est difficile dans ces conditions d’expliquer pourquoi la Terre n’était pas complètement englacée. En fait, cette glaciation et sa répartition géographique résultent, comme les glaciations postérieures, d’une combinaison très particulière entre la disposition des continents, situés ou non à proximité des pôles, l’altitude de ces continents, notamment la présence de chaînes de montagnes propices au développement des glaciers, l’érosion de la surface terrestre, consommatrice de gaz carbonique – qui est un gaz à effet de serre –, l’activité biologique – qui augmente la teneur en oxygène au détriment du gaz carbonique –, et l’activité volcanique. Mais les données qui concernent cette époque sont trop réduites pour en savoir davantage.

Figure 1. Les cycles glaciaires/interglaciaires depuis 420 000 ans selon le carottage de Vostok (Antarctique). Volume des glaces ; température ; gaz carbonique ; méthane

Figure 1. Les cycles glaciaires/interglaciaires depuis 420 000 ans selon le carottage de Vostok (Antarctique). Volume des glaces ; température ; gaz carbonique ; méthane

Source : Petit et al., 1999

3Les dépôts de l’ère glaciaire suivante, entre 800 et 550 millions d’années, sont beaucoup plus constants et nombreux : on en retrouve des traces sur tous les continents, qui étaient alors situés aux basses latitudes. En particulier, la glaciation datant de 750 millions d’années s’est produite à un moment où les continents étaient rassemblés en un supercontinent dénommé « Rodinia », centré sur l’équateur. Il n’est pas facile d’expliquer, de prime abord, les causes de cet englacement à l’équateur. Certains ont évoqué une obliquité très forte de l’axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l’orbite de celle-ci autour du Soleil, mais cette hypothèse a été infirmée par d’autres observations. Il semblerait que le gaz carbonique ait joué un rôle majeur : la fragmentation de ce supercontinent aurait entraîné une augmentation des précipitations et du ruissellement, ce qui aurait conduit à une altération des roches et, par voie de conséquence, à une forte consommation du gaz carbonique de l’atmosphère. L’effet de serre associé à la présence de ce gaz aurait diminué dans de fortes proportions. À cette époque, le globe terrestre se serait transformé en une grosse boule de neige où les seules terres déglacées formaient une mince frange le long de l’équateur…

4Les glaciations suivantes, au Phanérozoïque (après -550 millions d’années), au contraire des précédentes, se situent sous les hautes latitudes, à proximité des pôles. Une belle poussée glaciaire se produit, en plein Paléozoïque, à -450 millions (Ordovicien), à une époque où l’Afrique, l’Amérique du Sud, l’Europe, l’Inde, l’Antarctide et l’Australie ne forment qu’un seul continent, le Gondwana. De très belles traces de cette glaciation subsistent en plein cœur du Sahara, qui était alors à proximité du pôle Sud. Une autre glaciation s’est produite à -300 millions d’années à la fin du Carbonifère et au début du Permien. Les causes, la durée et le rythme de ces glaciations restent obscurs. Il a fallu ensuite attendre la seconde moitié du Tertiaire (Néogène), après une longue période chaude sans glaciers ni banquise, pour voir le climat commencer à se refroidir et une calotte de glace se mettre en place sur l’Antarctique. Vers -34 millions d’années, ce morceau de continent autrefois collé à l’Australie a dérivé et est venu se fixer sur le pôle Sud. Une calotte de glace commence à s’installer sur le Groenland vers -7 millions d’années, ainsi que des glaciers de montagne sur le pourtour de l’Arctique comme en Islande. Avec ce refroidissement général débute un régime à alternances de périodes glaciaires et interglaciaires marqué par des phases successives d’extensions et de réductions des calottes polaires et des glaciers de montagne. Ces cycles deviennent plus réguliers vers 1,8 million d’années, à l’entrée du Quaternaire, alors que l’Homme, sous sa forme Habilis puis Ergaster, commence à essaimer sur la Terre. Cette régularité n’implique pas que ces cycles se soient reproduits identiques à eux-mêmes au cours du temps. La périodicité des glaciations en ses débuts est assez courte, proche de 40 000 ans, mais elle tend à augmenter pour se fixer sur 100 000 ans à partir de -600 000 ans, tandis que le climat des périodes glaciaires et interglaciaires devient plus contrasté (fig. 1). Comment décrire les périodes glaciaires qui se sont succédé depuis 600 000 ans, environ tous les 100 000 ans ?

  • 10 ppmv : partie par million en volume, soit 1 cm3 par m3. En période interglaciaire, cette concentrat (...)

5Le plus remarquable, ce sont les immenses calottes de glace qui se développent au cours des périodes glaciaires : centrées sur les pôles ou à proximité, elles s’étendent jusqu’aux moyennes latitudes, accompagnées d’une grande extension des glaciers de montagnes qui, comme dans les Alpes, les Andes du Sud ou les chaînes nord-américaines, viennent envahir les piémonts. Alors que l’Antarctique, isolé des autres continents par sa ceinture océanique, ne peut guère croître, les calottes de l’hémisphère nord se développent de façon extraordinaire, formant de grands ensembles centrés sur les Laurentides (à l’est du Canada) – une calotte aussi vaste que l’Antarctique à ces époques – ainsi que sur le Groenland, la Scandinavie (trois fois plus vaste que le Groenland !) et le nordouest de l’Amérique du Nord. Parallèlement, les températures plongent de plus de 10 °C sous les hautes latitudes, mais moins sous les tropiques, si bien que la baisse moyenne pour l’ensemble du globe atteint une valeur proche de 5 °C. Il n’y a pas que la température atmosphérique qui change, les gaz à effet de serre diminuent dans l’atmosphère, fixés par divers réservoirs. Le gaz carbonique, dont la teneur passe sous les 200 ppmv10, est absorbé en partie par les eaux océaniques froides qui en constituent le puits le plus efficace. Avec autant de glace capitalisée par les calottes sur les continents, le climat est plus sec et le niveau des mers s’abaisse de plus de 100 m, modifiant la géographie des continents et la répartition des ceintures végétales.

6Quant aux cycles interglaciaires, ils sont loin d’être alignés de façon systématique sur le nôtre, l’Holocène. Les analyses géochimiques des sédiments marins ainsi que celles des carottes polaires ont prouvé que les cycles interglaciaires ont connu des fortunes diverses : certains, très longs, comme le « stade isotopique 11 » survenu il y a environ 420 000 ans, ont duré près de 30 000 ans, tandis que l’avant-dernier, l’Eémien, daté d’il y a 125 000 ans, plus chaud que l’actuel, n’a pas dépassé 10 000 ans. Cette constatation n’est pas anodine pour nous qui vivons dans la douceur d’un cycle interglaciaire depuis 10 000-12 000 ans ! Aurons-nous un sursis avant de replonger dans le froid ? Cette question pose le problème de l’origine de ces cycles glaciaires-interglaciaires, dont les échelles de temps varient de la dizaine à la centaine de millénaires. Quels sont les mécanismes sous-jacents à cette lente pulsation du climat ?

Les variations de l’orbite de la Terre autour du Soleil

  • 11 On parle en physique d’albédo, lequel atteint l’unité quand tout le rayonnement est réfléchi, ou la (...)

7On soupçonnait déjà depuis le milieu du XIXe siècle – une hypothèse développée séparément par Joseph-Alphonse Adhémar et James Croll – que les mécanismes des changements climatiques des derniers millions d’années étaient réglés par les modifications périodiques de la position de la Terre par rapport au Soleil. Cette hypothèse a été reformulée mathématiquement par Milutin Milankovich au début du XXe siècle et, depuis lors, sa théorie astronomique du climat n’a trouvé qu’une série de confirmations à partir de l’analyse des sédiments anciens, au prix de réajustements pour rendre compte d’une réalité en fait plus complexe. Selon cette théorie, ce sont les variations de l’énergie du Soleil sous les diverses latitudes qui rythment les grandes oscillations du climat. Mais les variations les plus déterminantes sont celles qui intéressent les hautes latitudes, car elles mettent en jeu des rétroactions qui finissent par faire basculer le climat mondial d’un état à un autre. En effet, à la moindre baisse du niveau d’énergie reçue par les hautes latitudes boréales (typiquement au parallèle 65 ° N), l’enneigement tend à se pérenniser au cours des années, ce qui entraîne une augmentation du pouvoir réfléchissant de la Terre11 : la surface de celle-ci tend alors à renvoyer vers l’espace plus d’énergie venant du Soleil qu’elle n’en absorbe, ce qui amplifie le refroidissement. En raison de la disposition actuelle des terres et des mers, les inlandsis ne peuvent croître librement que dans l’hémisphère nord.

Figure 2. Variation de l’insolation d’été à 65° N (en W/m2), du niveau de la mer, de la température en Antarctique, de la concentration de gaz carbonique (CO2) et de la température en Atlantique nord durant les 400 000 dernières années. Sur cette période, on observe nettement 4 périodes glaciaires et 5 interglaciaires, avec une périodicité proche de 100 000 ans. À noter que les taux maximum de concentration de CO2 dans l’atmosphère pendant les périodes interglaciaires sont typiquement compris entre un peu plus de 250 ppm et un peu moins de 300 ppm. Les réchauffements marquant les périodes interglaciaires sont asymétriques, avec une phase de réchauffement brutal suivie d’une phase de dégradation plus lente des températures

Figure 2. Variation de l’insolation d’été à 65° N (en W/m2), du niveau de la mer, de la température en Antarctique, de la concentration de gaz carbonique (CO2) et de la température en Atlantique nord durant les 400 000 dernières années. Sur cette période, on observe nettement 4 périodes glaciaires et 5 interglaciaires, avec une périodicité proche de 100 000 ans. À noter que les taux maximum de concentration de CO2 dans l’atmosphère pendant les périodes interglaciaires sont typiquement compris entre un peu plus de 250 ppm et un peu moins de 300 ppm. Les réchauffements marquant les périodes interglaciaires sont asymétriques, avec une phase de réchauffement brutal suivie d’une phase de dégradation plus lente des températures

Source : Jouzel et Debroise, 2004, éditions Dunod

  • 12 Rappelons que « climat » vient du grec klima, qui signifie « inclinaison d’un point de la terre par (...)

8Ces variations d’énergie aux alentours du cercle polaire arctique au solstice d’été ont joué au cours des 400 000 dernières années sur une amplitude de 100 W/m2 environ, ce qui n’est pas rien quand on sait que cette région reçoit en cette période de l’année 450 W/m2 en moyenne (fig. 2, courbe du haut). Elles sont commandées pour l’essentiel par les divers paramètres qui affectent la forme de l’orbite de la Terre autour du Soleil. Celle-ci décrit en effet une trajectoire changeante, qui va du cercle presque parfait vers une ellipse légèrement aplatie pour revenir à un cercle au bout de 400 000 ans : c’est l’excentricité, qui atteint au maximum 6 %, mais qui est aujourd’hui de 1,7 % (donc plus proche du cercle), avec une distance du Soleil à la Terre minimale en décembre (fig. 3A). Sur ce cycle se manifeste une oscillation qui suit une quasi-période de 100 000 ans. L’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre sur le plan de l’écliptique (le plan décrit par sa rotation autour du Soleil) varie également (fig. 3B). Elle peut former un angle de 22 ° à 25 ° par rapport à la normale de l’écliptique, passant de l’un à l’autre de ces extrêmes suivant un cycle de 42 000 ans (l’axe de rotation de la Terre est actuellement penché de 23°27’). Ces variations ont pour conséquence d’atténuer ou d’augmenter les contrastes saisonniers du climat, c’est-à-dire les différences de température entre l’été et l’hiver12. Pour compliquer les choses, un autre mécanisme affecte la hauteur du Soleil dans le ciel et donc la quantité d’énergie reçue sur la Terre, c’est le mouvement de l’axe de rotation de la Terre, qui décrit un cône autour de la normale à l’écliptique, un peu comme le fait une toupie (fig. 3C). En conséquence, la position des équinoxes est lentement décalée entre le moment où la Terre est le plus proche du soleil (périhélie) et celui où elle s’en éloigne le plus (aphélie). Ainsi, la position de la Terre change constamment sur son orbite : au cours des 11 000 dernières années, l’aphélie a remplacé peu à peu le périhélie au 21 juin, ce qui fait que l’hémisphère sud reçoit de nos jours davantage d’énergie pendant son été, tandis que la situation s’inverse en hiver, avec un hiver boréal désormais plus doux (fig. 3). L’effet de cette « précession des équinoxes » est de moduler celui de l’obliquité, avec une périodicité moyenne de 21 000 ans.

Figure 3. Les diverses périodicités prises en compte par la théorie astronomique : A/l’excentricité de l’orbite ; B/l’obliquité sur le plan de l’écliptique ; C/la précession des équinoxes

Figure 3. Les diverses périodicités prises en compte par la théorie astronomique : A/l’excentricité de l’orbite ; B/l’obliquité sur le plan de l’écliptique ; C/la précession des équinoxes

Source : Nesje et Dahl, 2000

9Paradoxalement, les cycles astronomiques de 100 000 ans qui correspondent aux cycles des dernières glaciations induisent de très faibles variations d’énergie moyennes (quelques watts par m2) entre périodes glaciaires et interglaciaires. Aussi, cette « mécanique céleste », comme on disait en d’autres temps, est loin d’être seule en cause dans les oscillations du climat sur cette échelle de temps, car l’on sait depuis la théorie astronomique de Milankovitch que de forts effets induits (rétroactions) viennent se greffer sur ces fantaisies orbitales.

10Parmi les rétroactions affectant le système climatique, les plus importantes concernent la vapeur d’eau (le plus important gaz à effet de serre), l’océan et sa circulation profonde, les calottes glaciaires et tous les autres objets qui modifient le pouvoir réfléchissant de la surface de la Terre : banquises, couches de neige, changements dans les ceintures végétales, expansion des déserts, etc. Les autres gaz à effet de serre semblent également jouer un rôle primordial. On s’en doutait déjà, mais la confirmation est venue de la carotte de glace extraite à Vostok en Antarctique. Les courbes décrivant les variations de la température atmosphérique et les teneurs en gaz à effet de serre, gaz carbonique et méthane en premier lieu, tendent à être parallèles (fig. 1). Sur les 420 000 dernières années, gaz et climat ont donc évolué de façon conjointe, avec de légers décalages. La teneur du CO2 dans l’atmosphère augmente de 40 % entre une période glaciaire et un interglaciaire.

Un dernier cycle glaciaire bien chaotique

  • 13 The Greenland Ice Core Project (européen) et The Greenland Ice Sheet Project (américain).

11Dans l’histoire de l’évolution des climats au cours du dernier million d’années, quand viendra le moment pour les historiens des sciences de préciser quels ont été les apports des archives glaciaires, nul doute que l’on citera les grandes carottes de glace antarctiques pour nous avoir donné les clés des grands cycles glaciaires/interglaciaires, et celles du Groenland pour avoir livré celles des variations climatiques du dernier cycle glaciaire (100 000 ans environ). Il suffit de regarder la figure 2 pour voir combien la température de l’Atlantique nord a été perturbée au cours de ce cycle. Il est vrai que le Groenland nous livre des informations à plus haute résolution temporelle, car pour une épaisseur pas très différente de celle de l’Antarctique, soit entre 3 000 et 4 000 m, la période de temps couverte par les archives y est six fois plus réduite : quand l’Antarctique offre plus de 700 000 ans d’archives au Dôme Concordia (programme européen Epica), le Groenland en donne environ 130 000. Ces différences s’expliquent par des taux d’accumulation beaucoup plus importants au Groenland. Aussi sont-elles précieuses, ces archives du Groenland, car elles permettent de fouiller dans le passé « proche » en mettant en évidence des événements d’une durée réduite à quelques millénaires, parfois même à quelques siècles. Et comme le nord de l’Atlantique est une région très sensible aux à-coups du climat et de l’océan, il n’est pas étonnant que les carottes extraites au Groenland dans les années 1990 par les programmes européens et américains GRIP et GISP13 aient pu offrir une moisson de données extraordinaires pour connaître la variabilité du climat à une échelle de temps où d’autres facteurs que les paramètres orbitaux entrent aussi en jeu (fig. 4). Que voit-on ?

Figure 4. Le Groenland, avec les sites de forages principaux

Figure 4. Le Groenland, avec les sites de forages principaux

Source : Nesje et Dahl, 2000

Figure 5. Température de l’air au Groenland (en °C) d’après la composition isotopique de la glace (haut). Température (en °C) des eaux de surface de l’Atlantique nord d’après des molécules spécifiques du phytoplancton conservées dans les sédiments prélevés par des carottes océaniques au large du Portugal (milieu). La ventilation des eaux profondes de l’Atlantique (bas) est reconstituée à partir des isotopes du carbone provenant de micro-organismes marins prélevés dans ces carottes. Les événements de Heinrich (H1 à H6) correspondent à des refroidissements brutaux

Figure 5. Température de l’air au Groenland (en °C) d’après la composition isotopique de la glace (haut). Température (en °C) des eaux de surface de l’Atlantique nord d’après des molécules spécifiques du phytoplancton conservées dans les sédiments prélevés par des carottes océaniques au large du Portugal (milieu). La ventilation des eaux profondes de l’Atlantique (bas) est reconstituée à partir des isotopes du carbone provenant de micro-organismes marins prélevés dans ces carottes. Les événements de Heinrich (H1 à H6) correspondent à des refroidissements brutaux

Source : Bard, 2004, La recherche

12Si l’on compare les carottes groenlandaises à celles de l’Antarctique, on voit que les grandes tendances sont bien reproduites, mais le signal recueilli au Groenland est beaucoup plus perturbé. Un examen de la période la plus froide de ce dernier cycle glaciaire, entre -75 000 et -15 000 ans BP, fait ressortir d’amples oscillations qui hachent la courbe des températures (fig. 5). Celles qui ont la plus grande amplitude se succèdent tous les 5 000 à 10 000 ans, mais des oscillations de plus haute fréquence (un cycle se déroulant sur 1 500 ans environ) apparaissent aussi.

13Ces variations rapides du climat ont été identifiées à partir de divers isotopes – dont ceux de l’azote et de l’argon piégés dans les bulles d’air de la glace – et portent sur une amplitude de 10 °C et plus (jusqu’à 16 °C au cœur du Groenland !). Au cours de ces cycles, la hausse des températures s’effectue très rapidement, sur quelques dizaines d’années, tandis que la baisse est plus lente et se déroule sur plusieurs siècles. Le cycle dure de 1 500 à 2 000 ans. Mis en évidence par les équipes des chercheurs danois et suisse W. Dansgaard et H. Oeschger au début des années 1980, ils ont pris le nom d’« événements de Dansgaard-Oeschger ». On en relève une vingtaine au cours des 60 000 ans qui constituent la période la plus froide du dernier cycle glaciaire (-75 000/-15 000 ans BP).

14Les sédiments marins révèlent également des refroidissements brutaux qui seraient liés à des débâcles d’icebergs en provenance des grandes calottes du nord de l’Atlantique. C’est le géologue H. Heinrich, de Hambourg, qui, scrutant au binoculaire les carottes forées dans les sédiments de l’Atlantique nord, a montré dans les années 1990 que les couches formées d’éléments plus grossiers interstratifiées dans des dépôts plus fins devaient provenir des débris arrachés par les glaciers au substrat rocheux des inlandsis. Des icebergs ont été libérés en masse à certains moments et ont dérivé vers les latitudes moyennes, alimentés par la débâcle des glaciers exutoires des inlandsis. Certains chercheurs pensent que les calottes de glace, lors de leur croissance, ont pu atteindre tous les 5 000 à 10 000 ans (c’est à peu près la périodicité des « événements de Heinrich ») une taille critique et que leurs bords se sont effondrés, générant des débâcles qui ont duré environ 1 000 ans. En conséquence, le niveau de la mer s’en est trouvé chaque fois exhaussé de plusieurs mètres, tandis que la température descendait de 4 °C environ en quelques dizaines d’années seulement. Cette baisse des températures est sans doute associée à une forte perturbation de la circulation thermohaline, l’irruption dans l’océan de ces énormes quantités d’eau douce – froide mais légère – réduisant la plongée des eaux au nord de l’Atlantique (voir encadré 3, p. 42).

Pages gauche et droite : paysages d’inlandsis au Svalbard (Spitzberg). Les continents nord-européen et nord-américain ainsi que les chaînes de montagne des moyennes latitudes devaient souvent présenter ce type de paysage il y a 20 000 ans, avec de grands courants de glace s’étirant sur des centaines de kilomètres et vêlant dans d’immenses lacs ou dans les océans

15S’il ne fait plus de doute que les événements de Heinrich sont dus à la dynamique des inlandsis qui entourent l’Atlantique pendant les périodes glaciaires et à leur interaction avec la circulation océanique, l’origine des événements de Dansgaard-Oeschger n’est quant à elle pas encore bien connue. Décelables à la fois au Groenland et dans les sédiments marins, ces événements sont aussi probablement le résultat d’interactions complexes entre l’océan et l’atmosphère qui restent à élucider.

  • 14 Âge calendaire et âge carbone 14 : quand on calcule l’âge d’un échantillon, on suppose que l’activi (...)

16La dernière période glaciaire aurait pu se terminer « tranquillement », avec un recul progressif des inlandsis sous l’effet du retour à des valeurs élevées d’insolation dans l’hémisphère nord grâce une géométrie orbitale favorable. C’est comme cela que les choses se sont déroulées au début, lors du Tardiglaciaire, après le gros de la période froide qui s’est terminée peu après 19 000 ans BP et a vu l’arrivée de températures assez voisines des nôtres entre 15 000 ans BP et 13 000 ans BP. Mais, un peu avant 12 000 ans BP en âge calendaire14, brutal retour en arrière : en quelques dizaines d’années, la température au Groenland chute de 10 °C, l’Europe grelotte de nouveau et subit les conséquences d’une baisse de plus de 3 °C des températures. Le coup de froid de cette période du Dryas récent va durer seulement un millénaire environ, mais les grandes calottes de glace cessent leur recul ou avancent à nouveau et les glaciers de montagne redescendent de quelques centaines de mètres. Dans les Alpes, ce climat froid permet aux petits glaciers de cirques de descendre de 300 m en dénivelée environ en dessous des positions du maximum du Petit Âge Glaciaire, malgré une baisse estimée de l’ordre de 30 % des précipitations. Dans les secteurs les plus secs – comme l’Engadine, le Valais, le Briançonnais et le Queyras – ce sont les glaciers rocheux qui conquièrent l’espace en se déployant jusqu’à 2 000 m d’altitude environ (ils sont actuellement actifs au-dessus de 2 500 m). Quelle est l’origine de ce dernier baroud d’honneur de la glaciation ?

17Cette question a déjà fait couleur beaucoup d’encre, à une époque – avant les année 1980 – où le « coup de froid » du Dryas récent était perçu comme un phénomène limité à l’hémisphère nord, voire centré autour de l’Atlantique nord. On ignorait aussi la forte instabilité qui avait marqué la dernière période glaciaire. De nos jours, on pense qu’il s’agit là dernier avatar des événements brutaux qui l’ont précédé. L’augmentation de l’insolation due à la géométrie de l’orbite sous les hautes latitudes nord aurait dopé la fonte des inlandsis avant le Dryas récent et l’apport massif d’eau douce qui en a résulté aurait bloqué la circulation thermohaline dans l’Atlantique nord. Certains chercheurs sont allés plus loin et ont imaginé l’existence d’un lac immense formé par le recul de la calotte des Laurentides, une sorte d’ancêtre des Grands Lacs américains, qui aurait changé brutalement de drainage, passant du golfe du Mexique au Saint-Laurent dès lors que celui-ci aurait été libéré des glaces. Le résultat aurait été un énorme apport d’eau douce bloquant la plongée des eaux au nord de l’Atlantique. Au-delà de ce qui demeure des hypothèse, il existe une certitude : la clé de ce brutal retour au froid réside dans une perturbation de la circulation thermohaline de l’Atlantique nord. Le refroidissement a été ressenti à l’échelle mondial, les glaciers des Andes tropicales ont stoppé leur recul et même avancé à nouveau à cette époque en en déposant une belle moraine, même si, vers l’hémisphère sud, ce refroidissement semble s’être un peu atténué. Ainsi, l’Antarctique n’en a reçu qu’un écho (dit Antarctic reversal) atténué et différé de 2 000 ans environ, preuve, selon certains, que c’est bien l’océan profond qui en a été le transmetteur.

Encadré 3. Le tapis roulant océanique.
La circulation océanique profonde, dite thermohaline parce qu’impulsée par les différences de température et de salinité de l’eau de mer, décrit autour de la Terre une vaste boucle (fig. 6). Les eaux denses, froides et salées, plongent au nord de l’Atlantique dans les mers de Norvège, du Groenland et du Labrador, puis décrivent un très long périple en profondeur le long de l’Atlantique vers l’hémisphère sud. Prises ensuite par les forts courants tournant autour de l’Antarctique et renforcées par les eaux profondes se formant autour de ce continent, notamment en mer de Weddell, elles finissent par émerger dans l’océan Indien entre l’Arabie et l’Inde, et dans le Pacifique au sud de l’Alaska. Réchauffées au cours de leur parcours de surface sous les basses latitudes, elles reviennent dans l’Atlantique nord après un périple qui aura duré un millier d’années. L’intensité de cette circulation a varié au cours du temps. Son ralentissement, voire son arrêt, consécutif à des apports massifs d’eau douce plus légère provenant entre autres de la fusion intense des inlandsis est suivi de refroidissements brutaux dans l’Atlantique nord et les continents riverains. En effet, le courant de surface méridien, appelé Gulf Stream, puis Dérive nord-atlantique, réchauffe considérablement l’atmosphère au-dessus et autour de l’Atlantique nord : il est à lui seul responsable de près du tiers des apports méridiens à l’échelle mondiale, selon Trenberth et Caron (2001), les deux autres tiers étant le fait d’autres courants océaniques et surtout de la circulation atmosphérique. C’est dire l’importance qu’a ce transport méridien océanique sur le climat mondial ! Les périodes interglaciaires vont de pair avec un mode intensif de cette circulation profonde qui, transportant largement vers le nord la chaleur produite sous les tropiques, favorise le recul des inlandsis. Ce tapis roulant se comporte comme un vaste régulateur de la température au niveau mondial, mais ses changements de modes (rapide/lent/inexistant) et ses déplacements peuvent entraîner des variations climatiques très rapides et d’échelle planétaire. Beaucoup de changements brutaux des températures observés dans le passé, d’abord dans l’Atlantique nord et au Groenland, puis sur toute la planète, sont de nos jours associés aux changements de mode de la circulation thermohaline. L’arrivée massive d’eaux douces dans le nord de l’Atlantique est donc un élément de perturbation du climat à l’échelle mondiale, dans la mesure où elle est un facteur de déclenchement d’un mode lent de circulation thermohaline.

Figure 6 Schéma simplifié de la circulation océanique profonde.

Figure 6 Schéma simplifié de la circulation océanique profonde.

Source : d’après Broecker et Denton, 1990.

La fausse tranquillité de notre période interglaciaire

18La courbe des variations de températures de l’Holocène, établie à partir des rapports isotopiques des glaces du Groenland (voir fig. 7), présente, si l’on filtre le bruit des pulsations haute fréquence réduites à un millénaire environ, une relative stabilité : rien de comparable avec les zigzags de grande ampleur de la période précédente.

  • 15 Il s’agit d’une moyenne au niveau mondial établie par certains auteurs et qui ne tient pas compte d (...)

19Après le Dryas récent qui rappelle pendant un millénaire les rigueurs du climat du dernier cycle glaciaire – les températures passent en 2 000 ans, soit sur une durée équivalente à notre ère chrétienne, à des niveaux voisins des températures actuelles à un ou deux degrés Celsius près. Cette hausse s’accompagne d’un recul très marqué des glaciers de montagne, dont la ligne d’équilibre, sur cette courte période, s’élève d’environ 900 m par rapport à son niveau du maximum glaciaire15.

Figure 7. Variations de la température du Groenland par rapport à l’actuelle, reconstituées à partir des isotopes de la glace et des paléotempératures au trou de forage du site GISP2

Figure 7. Variations de la température du Groenland par rapport à l’actuelle, reconstituées à partir des isotopes de la glace et des paléotempératures au trou de forage du site GISP2

Source : Nesje et Dahl, 2000, d’après Cuffey et al., 1994

20L’Holocène n’est cependant pas une période où règne un calme plat. D’abord, on note dans la plupart des enregistrements climatiques une lente dégradation des températures, surtout sensible après 6 000 ans BP : la première partie de l’Holocène a été chaude, la seconde, qui débute après 6 000 ans BP et se confirme après 4 000 ans BP, est sensiblement plus fraîche. Cette baisse de la température ne porte cependant que sur une faible valeur, de l’ordre de 1 ° C, et se superpose à des oscillations plus courtes d’une durée de 1 à 2 millénaires. Ces oscillations sont sans doute à mettre en relation avec les nombreuses fluctuations que connaissent les glaciers de montagne dans le monde. Les mouvements d’avancée restent sages toutefois, ne dépassant guère les limites qui ont été celles des glaciers alpins au cours du dernier millénaire (voir chap. 3, fig. 9), tandis que les mouvements de recul, sensiblement réévalués à la suite de découvertes récentes, ont pu être plus importants. Les Alpes, le massif le mieux documenté pour cette époque, nous en donnent une bonne illustration. En dehors des glaciers, d’autres indicateurs du climat, comme les arbres et les pollens, permettent d’identifier également des périodes qualifiées de « plus froides » ou de « plus chaudes » que la nôtre. Voyons comment se présentent ces fluctuations.

21La figure 8 due à Max Maisch, de l’université de Zurich et synthétisant des données rassemblées par d’autres chercheurs suisses et autrichiens, dresse le panorama des oscillations glaciaires au cours des derniers 18 millénaires dans les Alpes centrales et orientales. Bien entendu, ces variations des fronts caractérisent un état moyen des glaciers de cette région des Alpes, grands et petits glaciers confondus.

Figure 8. Chronologie des fluctuations des glaciers des Alpes suisses à la fin du Pléistocène et au cours de l’Holocène. Les deux colonnes du centre gauche présentent les âges calendaires (BP) et les âges radiocarbones (BP). Les droites englobant les fluctuations glaciaires représentent les longueurs des glaciers en 2000 apr. J.-C. (à gauche) et en 1850 apr. J.-C. (à droite). La droite centrale montre la position approximative des glaciers en 1920 apr. J.-C. Dans la colonne de droite sont signalées des découvertes archéologiques aux abords des glaciers suisses et autrichiens, dont celle d’Ötzi

Figure 8. Chronologie des fluctuations des glaciers des Alpes suisses à la fin du Pléistocène et au cours de l’Holocène. Les deux colonnes du centre gauche présentent les âges calendaires (BP) et les âges radiocarbones (BP). Les droites englobant les fluctuations glaciaires représentent les longueurs des glaciers en 2000 apr. J.-C. (à gauche) et en 1850 apr. J.-C. (à droite). La droite centrale montre la position approximative des glaciers en 1920 apr. J.-C. Dans la colonne de droite sont signalées des découvertes archéologiques aux abords des glaciers suisses et autrichiens, dont celle d’Ötzi

Source : Maisch, 2000, simplifié

22Peu de temps après le début de l’Holocène, il y a environ 10 500 ans en âge calendaire, les glaciers se trouvent sur des positions très proches de celles qu’ils occupent de nos jours. Une des premières avancées notables de cette première partie de l’Holocène se produit vers 8 200 ans BP. Elle est synchrone d’une baisse de quelques degrés de la température sur une très courte période (moins de 200 ans) que l’on voit bien inscrite dans les glaces du Groenland. Dans les lacs d’Europe de l’Ouest, elle a pu être identifiée grâce aux isotopes contenus dans les coquilles d’ostracodes. On la suit sur d’autres continents et jusque dans l’océan Indien et le Pacifique.

23Juste après 8 000 ans BP commence une époque de recul des glaciers, apparemment ininterrompue, correspondant à un épisode chaud et humide qui s’étale sur 2 000 ans environ. Cet « optimum climatique postglaciaire », dénommé aussi « l’optimum atlantique » par les paléobotanistes et les palynologues, est la période la plus chaude de l’Holocène. Les températures y sont supérieures de 2 °C à celles du XXe siècle et, de ce fait, les glaciers dans les hautes vallées se trouvent dans une position plus repliée que l’actuelle. Ce climat doux favorise l’expansion des cultures néolithiques : la pénétration des hommes dans les Alpes se fait jusqu’aux abords des glaciers, comme en témoigne le corps de ce chasseur de la fin de l’optimum atlantique retrouvé à 3 210 m d’altitude dans le Sud-Tyrol (voir encadré 1, p. 26).

24D’autres environnements bénéficient également de conditions favorables, comme le Sahara. Grâce à des conditions d’insolation fortes dans l’hémisphère nord, la mousson africaine est plus abondante et apporte de l’humidité au cœur des territoires sahariens, permettant à une végétation et une faune de type savane de s’y épanouir : de splendides gravures rupestres, aujourd’hui entourées de dunes de sable, nous apportent le témoignage saisissant d’un Sahara couvert de végétation et de lacs… Dans les Andes tropicales, le climat de cette période est placé au contraire sous le sceau de l’aridité : la dénommée « mousson amazonienne » venue de l’Atlantique, dont dépendent les pluies qui arrosent les Andes et l’Altiplano, est moins active que de nos jours, le lac Titicaca est donc réduit, avec un niveau de 100 m inférieur à l’actuel, et les glaciers se replient au moins 200 m au-dessus de leurs limites actuelles : il est peu probable que les cordillères en aient abrité en dessous de 5 500 m ; mais cette question fait à l’heure actuelle l’objet de recherches.

Image du satellite Aster présentant la baie Dobbin avec plusieurs glaciers de grandes dimensions typiques de la Terre Ellesmere dans l’Arctique canadien. Le retrait des glaciers après le maximum glaciaire en Europe du Nord et en Amérique du Nord a pu créer à une très grande échelle des paysages semblables à ce que l’on peut encore observer actuellement dans les territoires arctiques. Image prise le 31 juillet 2000

25Un premier coup de froid met fin provisoirement à cet optimum, et les glaciers des Alpes reprennent leur marche en avant vers 5 700 ans BP. Simple coup de semonce, car le retour à des conditions relativement chaudes se fait sentir au début du Sub-boréal (5 000 ans BP environ). La fin de cette période (environ 4 000 ans BP) et celle qui suit (le Sub-atlantique) inaugurent une dégradation durable du climat, qui entraîne une succession d’avancées glaciaires. C’est sous ce régime frais et humide, tempéré par des périodes un peu plus chaudes, mais pas autant que l’optimum climatique évoqué plus haut, que se placent les deux derniers millénaires de notre histoire.

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  • 17 Schlüchter C., Jorin U., 2004 – Le bois et la tourbe : des indicateurs de climat. Les Alpes sans gl (...)

26Le tableau des fluctuations glaciaires dans les Alpes ébauché ci-dessus est encore très approximatif, et l’on n’est pas encore à l’abri de surprises dues à des découvertes au pied des glaciers. Ainsi, des chercheurs de l’université de Berne16 ont récolté depuis une dizaine d’années une grande collection de débris de bois et de tourbe au front de plusieurs glaciers suisses, en Valais, en Engadine et dans l’Oberland. Ces débris proviennent de zones situées sous les glaciers actuels où se trouvaient donc des arbres et des tourbières en place. Arrachés et entraînés par le glacier ou le torrent sous-glaciaire, comprimés sur le lit rocheux ou malmenés par les eaux de fonte, ils sont néanmoins assez bien conservés pour avoir pu livrer des dates au 14C. Et ces dates sont assez nombreuses (plus de 100) et cohérentes entre elles pour faire apparaître des périodes où les glaciers étaient plus retirés qu’actuellement, condition nécessaire pour que des arbres et des tourbières, parfois multiséculaires, aient pu prospérer. Les « créneaux chronologiques » (selon l’expression de Schlüchter17) de retraits glaciaires les plus importants se placent entre 9 000 et 8 000 ans BP, 7 300 et 6 800 ans BP (le recul le plus marqué) et 5 200 et 3 400 ans BP, mais il y en a d’autres, plus brefs. Le dernier s’étend sur plus de 500 ans, entre 2 500 et 1 900 ans BP et apporte la preuve que pendant la période romaine des langues glaciaires étaient plus réduites qu’actuellement et pouvaient s’arrêter 300 m plus haut en altitude.

27Si l’on se fie à ces découvertes et si l’on cumule les temps pendant lesquels les glaciers des Alpes étaient plus en retrait qu’à notre époque, on constate que cela représente un peu plus de la moitié des dix derniers millénaires !

  • 18 Matthews J. A., Briffa K. R., 2005 – The «Little Ice Age»: re-evaluation of an evolving concept. Ge (...)

28Grâce à l’utilisation de plusieurs types d’indicateurs (sédiments fluvioglaciaires, lacustres et dendroclimatologie), des études ont été aussi réalisées en Norvège ces dernières années sur les fluctuations des glaciers au cours de l’Holocène18. Il apparaît que ces derniers ont été en forte régression entre 9 700 et 8 300 ans BP, puis de 7 600 à 5 700 ans BP, soit pendant la première partie de l’Holocène, avec toutefois la courte interruption marquée de 7 600-8 300 ans BP où ils ont repris du terrain (comme dans les Alpes). Après 5 700 ans BP, et surtout 3 600 ans BP, les avancées des glaciers se sont faites plus nombreuses, grâce à un climat plus frais et plus humide, mais toujours entrecoupées de reculs sur quelques siècles où les langues étaient sur les mêmes positions que de nos jours, voire plus en retrait.

29L’Holocène a donc connu des variations de température de faible ampleur par rapport à celles de la dernière période glaciaire, et le climat y a été beaucoup moins saccadé. Mais les variations ont quand même été suffisantes pour que les glaciers connaissent des fluctuations importantes, avec des avancées notables, mais surtout des phases de recul plus marquées que celles que nous avons connues au cours du dernier millénaire. Ces oscillations sont donc suffisamment importantes pour que les chercheurs se posent la question de leur origine. Et n’allons pas croire, parce que ces oscillations ont été de faible amplitude, que leur origine est facile à identifier !

30Dans cette recherche, certaines causes peuvent être éliminées, comme les variations de l’insolation dues à la géométrie de l’orbite de la Terre, car si ces variations peuvent jouer à l’échelle de 10 000 ans (le demi-cycle de la précession des équinoxes), donc entre le début de l’Holocène (maximum d’insolation dans l’hémisphère nord, rappelons-le) et la période actuelle, elles ne peuvent pas rendre compte d’oscillations sur deux ou trois millénaires. Il en est de même des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, qui varient peu sous l’effet de causes naturelles à cette échelle de temps. De même, l’homme d’avant la révolution industrielle n’a pas pu altérer de façon significative la composition de son atmosphère, bien que certains chercheurs aient émis quelques doutes à ce sujet en raison des forts taux de défrichement subis par la planète depuis la révolution néolithique.

31En revanche, une baisse brutale des températures sur quelques siècles sous l’effet d’une instabilité des calottes glaciaires fondant à grande vitesse, évoquée plus haut pour les « événements de Heinrich », est plausible pour le bref coup de froid de 8 200 ans BP, qui pourrait être l’écho – très atténué – des grandes débâcles d’icebergs qui ont perturbé la circulation thermohaline à plusieurs reprises au cours du dernier cycle glaciaire. En effet, au début de l’Holocène, période de forte insolation sous les hautes latitudes nord, les grandes calottes glaciaires – en dehors du Groenland – sont loin d’avoir été résorbées, d’autant plus que leur retrait a été stoppé net au Dryas récent.

32En dehors de cet épisode froid de 8 200 ans BP, les autres variations, moins marquées, pourraient présenter, au prix d’une tolérance avec la mesure du temps, une certaine périodicité. La question est encore très controversée, mais certains chercheurs ont évoqué la possibilité que l’Holocène ait été rythmé par de petits cycles climatiques périodiques d’une durée de l’ordre de 1 500 ans.

  • 19 Bond G., Kromer B., Beer J., Muscheler R., Evans M., Schowers W., Hoffmann S., Lotti-Bond R., Hajda (...)

33Ainsi Gérard Bond, de l’université de Columbia à New York, a observé de tels cycles dans les sédiments extraits du fond de l’Atlantique nord, qui traceraient des épisodes de forte production d’icebergs et donc de ralentissement de la circulation thermohaline19. À l’origine, il note la bonne concordance observée tout au long de l’Holocène entre ces dépôts de débris qui viennent du fond rocheux des calottes de glace du nord de l’Atlantique et la production des cosmo-nucléides, qui est, elle, indicatrice de l’activité solaire. Ces arrivées de débris ont été fréquentes et massives au cours du dernier cycle glaciaire et ont correspondu à cette époque à des débâcles d’icebergs et à des coups de froid très marqués (événements de Heinrich). Poussés du nord vers le centre de l’Atlantique par des vents violents, ces radeaux de glace ont déposé leur charge sédimentaire sur leur chemin. Ces épisodes brusques ont été liés à l’instabilité des calottes et leurs conséquences se sont avérées importantes sur la circulation thermohaline qui, chaque fois, s’est vue ralentie, ce qui a contribué à refroidir l’atmosphère. En mettant en relation les dates auxquelles se sont produits ces épisodes et l’activité solaire au cours de l’Holocène, Bond et ses collaborateurs observent que la production d’icebergs est assez bien corrélée avec les phases de baisse d’éclairement.

34Il est intéressant de relever que les traceurs de ces événements à débâcles d’icebergs indiquent qu’ils se sont produits neuf fois au cours des 12 000 dernières années, à des intervalles non parfaitement rythmés, mais laissant toutefois apparaître une certaine périodicité de 1 500 ans. D’aucuns objecteront que la variation de l’éclairement solaire n’est pas le candidat idéal pour pouvoir produire de tels cycles, s’ils existent. Cependant, les dates provenant des « phases de bois et de tourbes » des Alpes pourraient apporter un support aux théories qui mettent en avant le rôle de l’activité solaire dans les fluctuations climatiques holocènes. Les chercheurs suisses de l’université de Berne, mentionnés plus haut, ont montré que les dates au 14C obtenues sur les échantillons retrouvés au pied des glaciers les situent juste après des périodes de production réduite de 14C dans l’atmosphère. Or, le taux de production du 14C dans l’atmosphère est modulé par l’activité solaire : il est moins élevé quand l’activité solaire augmente et inversement. Les glaciers auraient donc pu être réduits lors des phases d’augmentation de l’activité solaire. Il reste cependant à expliquer comment une variation d’énergie provenant du Soleil peut entraîner les glaciers dans un mouvement de recul significatif, une question que nous retrouverons plus loin avec le Petit Âge Glaciaire (voir chap. 4, p. 74).

35Quoi qu’il en soit, périodicité ou pas, variations dans l’intensité de l’activité solaire ou pas, l’Holocène apparaît traversé par des variations climatiques qui ont eu pour résultat de faire fluctuer les glaciers. Seule une meilleure connaissance de l’Holocène et des fluctuations glaciaires qui s’y sont produites à l’échelle mondiale pourra permettre de relier ces variations à une éventuelle périodicité climatique. Gageons que cette question va entraîner un regain d’intérêt pour l’étude des fluctuations glaciaires de l’Holocène.

36Laissons ce thème en l’état, et portons notre regard sur les fluctuations glaciaires de notre dernier millénaire. Par delà l’intérêt qu’elles représentent pour documenter l’histoire du climat, elles sont la clé pour comprendre l’ampleur et la nature du retrait glaciaire que nous observons depuis un peu plus d’un siècle, et qui est le thème central de notre livre.

Notes

10 ppmv : partie par million en volume, soit 1 cm3 par m3. En période interglaciaire, cette concentration tourne le plus souvent autour de 280 ppmv. Elle est actuellement proche de 380 ppmv pour des raisons liées à l’activité humaine (voir chap. 11, p. 243).

11 On parle en physique d’albédo, lequel atteint l’unité quand tout le rayonnement est réfléchi, ou la valeur de 0 quand tout le rayonnement est absorbé, cas des corps noirs (voir glossaire, p. 265).

12 Rappelons que « climat » vient du grec klima, qui signifie « inclinaison d’un point de la terre par rapport au soleil ».

13 The Greenland Ice Core Project (européen) et The Greenland Ice Sheet Project (américain).

14 Âge calendaire et âge carbone 14 : quand on calcule l’âge d’un échantillon, on suppose que l’activité spécifique du 14C dans le CO2 atmosphérique a été constante durant les 40 derniers millénaires, temps de désintégration de cet isotope. Ce n’est cependant pas tout à fait vrai, car l’activité du 14C dans l’atmosphère et dans les autres réservoirs (océans et biosphère) a varié dans le temps. Une courbe de calibration est nécessaire pour convertir les âges radiocarbone conventionnels en années réelles. Pour construire une série de données chronologiques de calibration, on étalonne donc l’âge 14C sur des « horloges » infaillibles, par exemple les cernes de croissance d’arbres très vieux et d’âge connu, ou encore des varves ou des dates données sur des coraux par le rapport uranium/thorium (U/Th). Il faut donc préciser « âge 14C » ou « âge calendaire » quand on présente ces âges.

15 Il s’agit d’une moyenne au niveau mondial établie par certains auteurs et qui ne tient pas compte des disparités régionales.

16 Hormes A., Müller B. U., Schlüchter C., 2001 – The Alps with little ice: evidence for eight Holocene phases of reduced glacier extent in the Central Swiss Alps. The Holocene, 11, 3.

17 Schlüchter C., Jorin U., 2004 – Le bois et la tourbe : des indicateurs de climat. Les Alpes sans glaciers. Les Alpes, Revue du Club Alpin Suisse, 6.

18 Matthews J. A., Briffa K. R., 2005 – The «Little Ice Age»: re-evaluation of an evolving concept. Geografiska Annaler, 87A.

19 Bond G., Kromer B., Beer J., Muscheler R., Evans M., Schowers W., Hoffmann S., Lotti-Bond R., Hajdas I., Bonani G., 2001 – Persistent solar influence on North Atlantic climate during the Holocene. Science, 294.

Table des illustrations

Légende Si l’on considère les 4,5 milliards d’années de l’âge de la Terre, on s’aperçoit que les périodes froides, avec des glaciations importantes, n’ont guère occupé plus de 10 % de cette histoire, les autres ayant été plus chaudes que notre époque. On sait aussi que les climats ont été changeants, et que ces fluctuations sont dues à plusieurs causes, évolution de l’énergie reçue du Soleil par la surface de la Terre, modifications chimiques subies par l’atmosphère, mais aussi changements induits par les mouvements du relief (formation des chaînes de montagne, mouvement des plaques tectoniques) et l’activité volcanique. Ce n’est que depuis 30 millions d’années environ que le climat s’est refroidi. Les premières traces de glaciations sont apparues dans l’hémisphère nord il y a 7 millions d’années
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/9982/img-1.jpg
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Titre Figure 1. Les cycles glaciaires/interglaciaires depuis 420 000 ans selon le carottage de Vostok (Antarctique). Volume des glaces ; température ; gaz carbonique ; méthane
Légende Source : Petit et al., 1999
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/9982/img-2.jpg
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Titre Figure 2. Variation de l’insolation d’été à 65° N (en W/m2), du niveau de la mer, de la température en Antarctique, de la concentration de gaz carbonique (CO2) et de la température en Atlantique nord durant les 400 000 dernières années. Sur cette période, on observe nettement 4 périodes glaciaires et 5 interglaciaires, avec une périodicité proche de 100 000 ans. À noter que les taux maximum de concentration de CO2 dans l’atmosphère pendant les périodes interglaciaires sont typiquement compris entre un peu plus de 250 ppm et un peu moins de 300 ppm. Les réchauffements marquant les périodes interglaciaires sont asymétriques, avec une phase de réchauffement brutal suivie d’une phase de dégradation plus lente des températures
Légende Source : Jouzel et Debroise, 2004, éditions Dunod
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Titre Figure 3. Les diverses périodicités prises en compte par la théorie astronomique : A/l’excentricité de l’orbite ; B/l’obliquité sur le plan de l’écliptique ; C/la précession des équinoxes
Légende Source : Nesje et Dahl, 2000
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/9982/img-4.jpg
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Titre Figure 4. Le Groenland, avec les sites de forages principaux
Légende Source : Nesje et Dahl, 2000
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Titre Figure 5. Température de l’air au Groenland (en °C) d’après la composition isotopique de la glace (haut). Température (en °C) des eaux de surface de l’Atlantique nord d’après des molécules spécifiques du phytoplancton conservées dans les sédiments prélevés par des carottes océaniques au large du Portugal (milieu). La ventilation des eaux profondes de l’Atlantique (bas) est reconstituée à partir des isotopes du carbone provenant de micro-organismes marins prélevés dans ces carottes. Les événements de Heinrich (H1 à H6) correspondent à des refroidissements brutaux
Légende Source : Bard, 2004, La recherche
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Légende Pages gauche et droite : paysages d’inlandsis au Svalbard (Spitzberg). Les continents nord-européen et nord-américain ainsi que les chaînes de montagne des moyennes latitudes devaient souvent présenter ce type de paysage il y a 20 000 ans, avec de grands courants de glace s’étirant sur des centaines de kilomètres et vêlant dans d’immenses lacs ou dans les océans
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Titre Figure 6 Schéma simplifié de la circulation océanique profonde.
Crédits Source : d’après Broecker et Denton, 1990.
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Titre Figure 7. Variations de la température du Groenland par rapport à l’actuelle, reconstituées à partir des isotopes de la glace et des paléotempératures au trou de forage du site GISP2
Légende Source : Nesje et Dahl, 2000, d’après Cuffey et al., 1994
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Titre Figure 8. Chronologie des fluctuations des glaciers des Alpes suisses à la fin du Pléistocène et au cours de l’Holocène. Les deux colonnes du centre gauche présentent les âges calendaires (BP) et les âges radiocarbones (BP). Les droites englobant les fluctuations glaciaires représentent les longueurs des glaciers en 2000 apr. J.-C. (à gauche) et en 1850 apr. J.-C. (à droite). La droite centrale montre la position approximative des glaciers en 1920 apr. J.-C. Dans la colonne de droite sont signalées des découvertes archéologiques aux abords des glaciers suisses et autrichiens, dont celle d’Ötzi
Légende Source : Maisch, 2000, simplifié
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Légende Image du satellite Aster présentant la baie Dobbin avec plusieurs glaciers de grandes dimensions typiques de la Terre Ellesmere dans l’Arctique canadien. Le retrait des glaciers après le maximum glaciaire en Europe du Nord et en Amérique du Nord a pu créer à une très grande échelle des paysages semblables à ce que l’on peut encore observer actuellement dans les territoires arctiques. Image prise le 31 juillet 2000
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