ÉCOLE DOCTORALE « SCIENCES DE LA

ÉCOLE
DOCTORALE « SCIENCES DE
L'ENVIRONNEMENT » (ED104)
LA
MATIERE,
DU
RAYONNEMENT
ET
DE
UNIVERSITE : Université Lille 1
Filière doctorale : Géosciences, Ecologie, Paléontologie, Océanologie
Titre de la thèse : Variations des régimes de précipitations en Amérique du Nord : la réponse des climats
plus chauds du passé
Encadrement : Viviane Bout-Roumazeilles, Aloys Bory & Nicolas Tribovillard
Laboratoire(s) de Rattachement : Laboratoire Géosystèmes
Programme(s) de Rattachement : programmes internationaux Pages, Images
SUJET DE THESE
Des modèles climatiques suggèrent que le réchauffement climatique devrait produire une intensification du
cycle hydrologique aboutissant à des inondations et des sécheresses plus intenses dans les régions de
latitude moyenne représentées par l'Amérique du Nord (GIEC, 2007). De grandes incertitudes demeurent,
cependant, sur ces prévisions climatiques, et les connaissances sont actuellement insuffisantes en ce qui
concerne l'expression de ces changements mondiaux à l'échelle régionale. Les enregistrements
paléoclimatiques montrent que la Terre a subi au Quaternaire un réchauffement climatique similaire,
conduisant à des températures moyennes plus chaudes qu'actuellement de quelques degrés. Ainsi, pour
déterminer et comprendre comment l'augmentation de la température en cours aura une incidence sur les
aspects du climat mentionnés ci-dessus, les comparaisons doivent être effectuées avec les périodes
récentes où les températures de la Terre ont été plus élevées qu'à l'heure actuelle. Les enregistrements
sédimentaires résument l'histoire à long terme dans lequel les réponses hydrologiques aux changements
climatiques sont clairement définies. Le golfe du Mexique (GOM) est un domaine clé pour enregistrer et
reconstruire la répartition des précipitations dans le temps au cours des dernières périodes climatiques
chaudes (optimum médiéval, optimum mi-Holocène et Eémien). Les masses d'air chaud et humide venant
du GOM sont la principale source d'humidité du continent nord-américain, fournissant la quasi-totalité des
précipitations annuelles. Une grande partie des précipitations retourne au GOM via les fleuves Mississippi et
du Missouri, dont les bassins versants drainent près de la moitié aux États-Unis. Par conséquent la
sédimentation terrigène dans le GOM enregistre les variations hydrologiques qui affectent l'Amérique du
Nord par l'intermédiaire du Mississippi. Les épisodes de précipitations accrues et les grandes crues du
Mississippi ont entraîné une érosion massive des plaines alluviales et accru la remobilisation des sédiments
fins et leur transport, via le Mississippi, vers le GOM. Knox (2000, 2003) a suggéré que les crues extrêmes
en Amérique du Nord sont généralement associées à grande échelle à des modifications des schémas de
circulation atmosphérique. Ce travail de thèse portera sur deux questions précises: Quels sont les
principaux changements dans les mécanismes de transport de l'humidité, les précipitations de distribution,
et l'érosion en Amérique du Nord au cours des dernières périodes de climat chaud? Et les changements
prévus dans les transferts d'humidité sont-ils compatibles avec les tendances observées pour un climat
chaud dans le passé? L'objectif de cette recherche est d'étudier à très haute résolution la minéralogie et
géochimie des sédiments déposés dans le GOM afin de retracer la variabilité passée des zones
continentales soumises à l'érosion, en particulier au cours des dernières périodes climatiques chaudes. Ces
analyses permettront de mieux contraindre et reconstruire les fluctuations extrêmes du régime des
précipitations et la variabilité des apports terrigènes du passé via le Mississippi. Ces résultats permettront
d'améliorer les connaissances sur la variabilité hydrologique continentale du passé et permettra de proposer
quelques scénarios pour les configurations atmosphériques quaternaires. La confrontation de nos résultats
avec d'autres marqueurs et approches fournira des informations sur la façon dont les forçages climatiques
externes sont amplifiés et relayés par les transferts de l'humidité atmosphérique. La présente étude
contribuera donc à l'avance significative de notre compréhension de ce que sera l'impact du réchauffement
sur la répartition des précipitations en Amérique du Nord.
Enfin, cette étude représente la poursuite de plusieurs recherches que l'Université Lille 1 mène en
collaboration avec l'University of South Florida (USA) et avec le GEOMAR de Kiel (Allemagne).