Fiche d`actualité scientifique n°232 ( PDF , 104 Ko)

Le climat tropical passé revisité : l’Amazonie
plus humide que prévu il y a 20 000 ans
Les carottes de glace andines sont d'excel-
lentes archives du climat tropical. Leurs
compositions isotopiques (deutérium et
oxygène 18) apportent notamment des ren-
seignements précieux pour quantifier la
variabilité climatique passée. Mais l’inter-
prétation de ces informations reste en dis-
cussion dans la communauté scientifique.
Aussi, des chercheurs de l’IRD ont-ils déci-
dé de calibrer ce signal isotopique à partir
des précipitations actuelles. Ils ont mis en
place un réseau de collecte des précipita-
tions dans la vallée du Zongo en Bolivie, à
une cinquantaine de kilomètres du glacier
de l’Illimani où fut extraite une carotte de
glace recouvrant les 20 000 dernières
années. L'analyse des échantillons de pluie, couplée aux résultats de la modéli-
sation climatique sur la région sud-américaine, montre que leur composition iso-
topique est principalement contrôlée par la quantité et l’origine des précipita-
tions régionales. À l'échelle interannuelle, les glaciers andins enregistreraient
donc davantage l'histoire des variations d'humidité régionales, que les varia-
tions de température, comme cela était admis jusqu’ici.
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IRD - Marie Guillaume-Signoret, coordinatrice
Délégation à l’information et à la communication - 213, rue La Fayette - F-75480 Paris cedex 10 - France
téléphone : [phone] - fax : [phone] - courriel : [email protected]
Fiche nº 232
Janvier 2006
Alors qu’ils ne représentent qu’une
faible proportion des glaces continen-
tales (2 %), les glaciers andins consti-
tuent d’excellentes archives climatiques. La
composition isotopique (oxygène 18 et deuté-
rium) de leur glace constitue un outil d’analyse
puissant dans la reconstruction des climats
passés. Cependant, l’interprétation de ces
marqueurs géochimiques dans les glaces tropi-
cales reste difficile et a engendré, depuis une
dizaine d'années, un débat au sein de la
communauté scientifique. Si les variations des
compositions isotopiques des glaces polaires
peuvent être interprétées en termes de varia-
tions de température, ce n’est pas le cas sous
les tropiques. Le cycle de l'eau y étant plus
complexe qu’aux pôles, les fractionnements
isotopiques (1) entre les différentes phases de
l'eau (glace, liquide, vapeur) au cours de l'évo-
lution d'une masse d'air ne peuvent plus être
simplement reliés à la température.
Certains chercheurs supposaient déjà le rôle
prépondérant de la quantité de précipitation
dans le contrôle de la composition isotopique
des carottes andines. Mais aucune calibration
le vérifiant n’avait encore été effectuée à partir
d’observations sur les précipitations actuelles.
Un étalonnage devenait donc nécessaire afin
d’interpréter correctement la composition isoto-
pique d’une carotte forée dans le glacier de
l’Illimani, en Bolivie. Cette carotte, obtenue en
1999, est particulièrement intéressante car elle
renferme des informations climatiques sur les
20 000 dernières années. En collaboration
avec la COBEE (2) et l’IHH (3), les chercheurs
de l’unité de recherche Great Ice (4) de l’IRD ont
donc mis en place un suivi de la composition
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Vue sur la montagne Illimani
depuis le bas de La Paz.
©IRD/Denis Wirrmann

isotopique des précipitations actuelles dans la vallée
du Zongo, à une cinquantaine de kilomètres du glacier
Illimani. Cette vallée occupe une position stratégique
car il s’agit d’un point de passage pour les masses
d'air en provenance de l'Amazonie, avant qu'elles ne
s'élèvent sur les sommets andins et y déposent la
neige qui s’accumule au cours du temps.
Des pluviomètres ont été installés à différentes alti-
tudes, le long de cette vallée. De septembre 1999 à
août 2004, cinq d’entre eux ont collecté des échan-
tillons de précipitation mensuels et trois autres collec-
taient des échantillons après chaque averse. En
parallèle, les conditions météorologiques ont été
mesurées. L’analyse de chaque échantillon de pluie a
permis de quantifier le contenu isotopique de la pluie
en oxygène et en hydrogène. Ces compositions isoto-
piques ont d’abord été corrélées avec les paramètres
météorologiques locaux et régionaux (température au
sol, quantité de précipitation, humidité), puis avec
ceux reconstitués par des réanalyses météorolo-
giques sur l'ensemble de l'Amérique du Sud tropicale
(quantité de précipitation, intensité des systèmes
convectifs, température atmosphérique). À l'échelle
saisonnière et interannuelle, il apparaît clairement que
la température de surface n'est pas un paramètre clé
pour expliquer les teneurs isotopiques. Au contraire, la
quantité de précipitation locale et régionale semble
être le paramètre prépondérant les contrôlant.
Soucieux d’étudier plus finement l’évolution de ces
compositions sur une échelle de temps interannuelle,
les chercheurs ne se sont pas contentés des cinq
années de mesures : ils ont fait appel à la modélisa-
tion climatique pour simuler, sur une période de près
de 100 ans, les compositions isotopiques des précipi-
tations sur l’ensemble du globe. Ils ont ainsi mis en
évidence que la composition isotopique des glaces
andines reflète principalement la quantité de précipita-
tion tombée en amont des Andes, le long de la trajec-
toire des masses d'air, au-dessus de l’Amazonie
depuis leur source sur l’Atlantique tropical. La compo-
sition isotopique de ces glaces dépend donc bien
davantage des variations des conditions d'humidité
régionales que de celles de la température, comme
cela était auparavant prétendu.
Les masses d'air précipitant sur les Andes ont
aujourd’hui pour principale origine l'Atlantique tropical,
avant de traverser ensuite l'Amazonie. Supposant
que ces trajectoires ont peu varié dans le passé, la
calibration obtenue avec les précipitations actuelles a
été appliquée à l'enregistrement isotopique obtenu à
partir de la carotte de l'Illimani. Les résultats montrent
que l'atmosphère au-dessus de l'Amazonie et de
l'Atlantique tropical Nord était, de quelques pour cent,
légèrement plus humide au cours du dernier
maximum glaciaire, il y a 20 000 ans, que ce qui était
admis jusqu’alors. Les chercheurs doivent maintenant
affiner ces interprétations en étudiant l'impact poten-
tiel des paramètres climatiques du second ordre sur
les compositions isotopiques (température de
condensation nette dans les nuages convectifs par
exemple) et se pencher sur les mécanismes clima-
tiques qui pourraient expliquer ces variations d'humi-
dité en Amérique du Sud tropicale à l'échelle glaciaire-
interglaciaire.
______________________
(1) Redistribution des molécules lourdes et légères entre les diffé-
rentes phases de l’eau
(2) Compañia Bolivia de Energia Eléctrica (Bolivie)
(3 Instituto de Hidraulica e Hidrologia (Bolivie)
(4) Glaciers et Ressources en Eau d’Altitude – Indicateurs Climatiques
et Environnementaux
Rédaction – IRD : Béatrice Le Brun
Pour en savoir plus
CONTACTS :
Françoise Vimeux – chercheur IRD, Unité de recherche Great Ice (UR032 – www.greatice.ird.fr),
accueillie au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) CEA Saclay
Bâtiment 709- Orme des Merisiers 91191 Gif-sur-yvette.
Tél. : [phone], Fax : [phone], Courriel : V[email protected].cea.fr
Site Great Ice : http://www.mpl.ird.fr/hydrologie/greatice/PagesGREATICE/Presentation.htm
IRD Communication :
Sophie Nunziati (relations presse), Tél. : [phone], Courriel : [email protected]
RÉFÉRENCE :
Françoise Vimeux, Robert Gallaire, Sandrine Bony, Georg Hoffman, John C.H. Chiang - What are the cli-
mate controls on δD in precipitation in the Zongo valley (Bolivia) ? Implications for the Illimani ice core intrepre-
tation, Earth and Planetary Science Letters, Volume 240, Issue 2, 1 December 2005, Pages 205-220.
ILLUSTRATIONS :
Contacter Indigo Base, Banque d’images de l’IRD, Claire Lissalde ou Danièle Cavanna, Tél. : [phone],
Courriel : [email protected]
Pour consulter ces illustrations : www.ird.fr/fr/actualites/fiches/2005/fiche232.htm