Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Communiqué de presse

Disparition du plus grand glacier français d’ici 2100 aux Kerguelen

Crédits : Adrien Gilbert, Deborah Verfaillie 06 mai 2021 Résultats scientifiques écologie évolutive & Biodiversité

La calotte Cook, plus grand glacier français situé sur les îles subantarctiques des Kerguelen (49°S, 69°E), a connu un retrait récent marqué. La poursuite de la déglaciation pourrait avoir des impacts importants sur la faune et la flore endémiques et invasives de cet espace récemment classé au Patrimoine Mondial de l’UNESCO. Une étude publiée dans la revue Antarctic Science, menée par un collectif de chercheurs issus notamment du Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP – CNRS / Univ. Panthéon-Sorbonne / Univ. Paris-Est Créteil Val-de-Marne), du Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ. / IRD), du Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS – CNRS / Univ. Toulouse Paul Sabatier / CNES / IRD), de l’Institut des géosciences de l'environnement (IGE – CNRS / IRD / Univ. Grenoble Alpes) et le Pôle de recherche pour l'organisation et la diffusion de l'information géographique (PRODIG – CNRS / Univ. Panthéon-Sorbonne / IRD / Agroparistech / Univ. de Paris) et financée par le programme LabEx DynamiTe (ANR-11-LABX-0046) Les Envahisseurs, indique que ce retrait glaciaire devrait se poursuivre. Combinant modélisation glaciologique, datation de moraines à l'aide des isotopes cosmogéniques, documents historiques et observations directes, l’étude géomorphologique et glaciologique révèle une disparition totale probable de la calotte à l’horizon 2100. La calotte constituant la dernière barrière naturelle contre les espèces invasives, cette disparition aura de fortes implications pour la faune et la flore endémique de l’archipel.

 

Les Îles Kerguelen, Terres Australes et Antarctiques françaises récemment inscrites au Patrimoine Mondial de l’UNESCO, comportent la plus grande surface englacée française, la calotte Cook, d’environ 400 km², située sur la partie occidentale de l’archipel. Le glacier Ampère, émissaire de la calotte et plus long glacier français, a été suivi dans les années 1970 et à nouveau entre 2010 et 2013 grâce à l’implantation de balises glaciologiques renseignant sur son état de santé (Fig. 1). Ces études ont révélé un retrait glaciaire marqué depuis les années 1970, l’un des plus forts au monde sur la période 2000-2010.


Fig. 1. Différentes photographies prises à proximité de la calotte Cook. a) le glacier Ampère (Photo : Adrien Gilbert), b) échantillonnage sur un bloc morainique (Photo : Vincent Jomelli), c) mesures GPS et balise d’ablation sur le glacier Ampère (Photo : Adrien Gilbert), d) le Chou de Kerguelen (Photo : Deborah Verfaillie), e) un renne à proximité de la calotte Cook (Photo : Fabien Egal, Institut Polaire Français IPEV).
 

 En outre, les Îles Kerguelen sont connues pour abriter diverses plantes endémiques, comme le chou de Kerguelen (Pringlea antiscorbutica, Fig. 1), ainsi qu'une faune d'une richesse mondialement reconnue. Kerguelen abrite la plus grande population de manchots royaux (Aptenodytes patagonicus) au monde (plus de 100 000 couples), l'une des plus grandes colonies de grands albatros (Diomedea exulans) et d'autres oiseaux de la région australe, ainsi qu'un très grand nombre d'otaries à fourrure et d'éléphants de mer. Ces populations de plantes et d'animaux extraordinaires ont motivé la création de réserves naturelles strictes et semi-strictes et, à plus grande échelle, la création prochaine d'un parc national pour la conservation de ces espèces rares ou endémiques, et hautement vulnérables. Malheureusement, l'archipel a été envahi par un grand nombre d'espèces invasives à développement rapide (lapins, rats, rennes, pissenlit, etc., Fig. 1), dont la plupart ont été introduites au cours du siècle dernier. Les glaciers, qui recouvrent encore la quasi-totalité de la partie ouest de l’archipel, constituent aujourd’hui la dernière ''barrière'' naturelle contre la colonisation de la partie sud-ouest de l'archipel (Péninsule Rallier du Baty) par ces espèces invasives. Le récent retrait des glaciers des Kerguelen implique l'ouverture de nouvelles zones exposées pour la colonisation d'espèces endémiques et invasives. Mais les espèces endémiques seront-elles capables de concurrencer les espèces invasives pendant cette phase de colonisation ?

Dans l’objectif de comprendre et prédire l’évolution de la calotte glaciaire d’ici à la fin du siècle, une équipe pluridisciplinaire – impliquant des chercheurs de l’Université Catholique de Louvain en Belgique, de Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP – CNRS / Univ. Panthéon-Sorbonne / Univ. Paris-Est Créteil Val-de-Marne), du Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ. / IRD), du Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS – CNRS / Univ. Toulouse Paul Sabatier / CNES / IRD), de l’Institut des géosciences de l'environnement (IGE – CNRS / IRD / Univ. Grenoble Alpes) et le Pôle de recherche pour l'organisation et la diffusion de l'information géographique (PRODIG – CNRS / Univ. Panthéon-Sorbonne / IRD / Agroparistech / Univ. de Paris) – s’est constituée autour d’un programme de recherche financé par le LabEx DynamiTe (ANR-11-LABX-0046). Dans leur étude publiée dans Antarctic Science, les auteurs ont tout d’abord contextualisé l’évolution glaciaire sur une période passée marquée par une forte variation de la taille de la calotte. Ainsi, des datations de moraines par l’analyse du 36Cl contenu dans la roche, des documents historiques et des observations directes ont permis de documenter l’évolution de la calotte au cours du dernier millénaire. Un modèle glaciologique contraint par ces observations a par la suite permis de simuler les différentes phases d’avancée et de retrait de la calotte Cook depuis ces derniers siècles jusqu’en 2100 CE.

Les résultats révèlent une calotte environ 20 % plus étendue au début du dernier millénaire qu’en 1963 (Fig. 2). Deux moraines en aval du front actuel du glacier Ampère, datées grâce aux isotopes cosmogéniques autour de 1220 ± 260 CE et 1440 ± 310 CE, respectivement, attestent de la position du glacier au début du Petit Âge Glaciaire. La calotte a ensuite subi un nouveau retrait important, perdant plus de 20 % de sa surface entre 1963 et 2009. Bien qu'affectées par de grandes incertitudes en lien avec les différents scénarios du GIEC, les simulations futures suggèrent une disparition complète de la calotte Cook d'ici la fin du siècle. Des études futures permettront d’évaluer plus en détail la date approximative de cette disparition de la calotte, ainsi que les conséquences de l’ouverture de nouvelles zones désenglacées sur la faune et la flore des Îles Kerguelen.


Fig. 2. Extensions modélisées de la calotte Cook à partir du modèle glaciologique pour a) le début du Petit Âge Glaciaire (PAG), b) 1963, c) 2009 et d) 2100 selon le scénario d’émissions RCP8.5. Les contraintes spatiales de la calotte Cook pour le début du PAG (a) ainsi que pour 1963 (b) et 2009 (c) sont représentées en violet. Le modèle numérique de terrain provient de http://lpdaac.usgs.gov/products/srtmgl1v003.

  Objectifs de développement durable

  • ODD 13 :Mesures relatives à la lutte contre le changement climatique
  • ODD 14 : Vie aquatique
  • ODD 15 : Vie terrestre

ODD13 pour la contribution de cette étude à la connaissance des changements climatiques passés, actuels et futurs dans l’hémisphère sud, et secondairement les ODD14 et 15 en raison des impacts qu’auront ces changements sur la biodiversité marine et continentale de l’archipel, respectivement.

Référence

Evolution of the Cook Ice Cap (Kerguelen Islands) between the last centuries and 2100 CE based on cosmogenic dating and glacio-climatic modelling. Verfaillie, D., Charton, J., Schimmelpfennig, I., Stroebele, Z., Jomelli, V., Bétard, F., Favier, V., Cavero, J., Berthier, E., Goosse, H., Rinterknecht, V., Legentil, C., Charrassin, R., Aumaître, G., Bourlès, D.L.L, Keddadouche, K.. Antarctic Science (2021),  doi:10.1017/S0954102021000080

Contact

Deborah Verfaillie

Earth and Life Institute, Université catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgique

deborah.verfaillie@uclouvain.be

Joanna Charton

Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE - CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ. / IRD)

charton@cerege.fr

Lucilla Benedetti

Correspondante communication - Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE - CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ. / IRD)

benedetti@cerege.fr

A lire sur le site de l'INEE

Un quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre !

18 mai 2021 Résultat scientifique Terre Solide

Un consortium international, mené par Pierre Rochette du Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement, a découvert qu’un champ de verres d’impact trouvé au Belize provient d’un cratère d’impact lui-même situé à 500 km de là au Nicaragua. Cela en fait le quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre.

Les tectites sont des verres naturels, issus de la fusion de la surface terrestre sous l’impact d’un astéroïde de plus d’un kilomètre de diamètre, et éjectés sur une longue distance (entre 200 et 12000 km). Quatre champs de tectites étaient connus jusqu'à présent (en Amérique du Nord, Australasie, Côte d’Ivoire, Europe centrale) dont trois seulement reliés à un cratère source. Les plus récemment découverts remontaient aux années 1930, et le premier avait été décrit par Darwin.

L’étude du consortium démontre que les verres trouvés au Belize sont produits par un impact et ont le même âge (805 000 ans) et la même signature géochimique que les verres récupérés à l’intérieur d’un cratère de 14 km de diamètre : le cratère de Pantasma au Nicaragua. La démonstration de l’existence de ce cratère avait constitué la première étape de recherches menées par ce même consortium en 2019. Dans les deux cas, on retrouve des traces de chrome extraterrestre pointant vers le même type d’astéroïde : la chondrite ordinaire. L’étude de ce nouveau couple cratère-tectite va apporter une meilleure compréhension du processus mal connu de formation des tectites.

Exemples de tectites du Belize CEREGE
Exemples de tectites du Belize (la plus grosse fait 103 grammes) © P. Rochette

En savoir plus :

Impact glasses from Belize represent tektites from the Pleistocene Pantasma impact crater in Nicaragua – Nature Communications Earth & Environment
Pierre Rochette, Pierre Beck, Martin Bizzarro, Régis Braucher, Jean Cornec, Vinciane Debaille, Bertrand Devouard, Jérôme Gattacceca, Fred Jourdan, Fabien Moustard, Frédéric Moynier, Sébastien Nomade & Bruno Reynard
https://doi.org/10.1038/s43247-021-00155-1
 
Article sur le cratère de Pantasma

Contact

Pierre Rochette
Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (CEREGE) / OSU Pythéas
rochette@cerege.fr

A retrouver aussi sur le site de l'INSU

Des céréales en Anatolie deux millions d’années avant l’agriculture ?

29 avril 2021 Alors que l'on pensait que les humains étaient les géniteurs des céréales, celles-ci semblent avoir émergé naturellement, l'homme ayant simplement accéléré leur expansion. En effet, la découverte de pollen de céréales anciens dans la longue série sédimentaire d’Acıgöl (600 m de long, datée à la base de 2,3 millions d’années (Ma), dans le Sud-Ouest de l’Anatolie) permet de faire reculer de plus de deux millions d’années l’apparition des céréales dans les écosystèmes, et de remettre en question le paradigme de la domestication au Néolithique. Cet article, paru dans Scientific Reports, est le résultat des recherches interdisciplinaires menées avec le consortium Acıgöl rassemblant des géologues, des paléoécologues, des écologues et des archéologues issus notamment de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Avignon Univ. / IRD / Aix-Marseille Univ.), du laboratoire Histoire naturelle de l'Homme préhistorique (HNHP – CNRS / MNHN / Univ. Perpignan Via Domitia), du Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE – CNRS / Univ. Strasbourg), du Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ / IRD) et du Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE – CNRS / Univ. Versailles Saint-Quentin / CEA).

Les plus anciens pollens de céréales (Fig. 1) ont été trouvés dans le sud-ouest de l’Anatolie, dans la longue série lacustre d’Acıgöl (601 m) datée, à la base, de 2,3 millions d’années (Ma) Ces pollens, appelés « proto-céréales » de fait de leur ancienneté, apparaissent aux côtés de spores de champignons qui sont d'excellents indicateurs de la présence des troupeaux de grands mammifères car ils se développent exclusivement sur les excréments de ces animaux. Le pollen des ancêtres d’arbres cultivés (olivier, noyer, châtaignier, noisetier Prunus), caractéristiques de l’agriculture moderne méditerranéenne, a également été trouvé.


Figure 1. Grains de pollen de Cerealia et de Triticum sp. d’Acıgöl (ACI), carotte 3 (photos 1–7), du site romain de La Verrerie, Arles, France (photo 8) et d’un champs de blé actuel de Gardouch, Haute-Garonne, France, (photo 9). Photographies au microscope photonique (photo 1 – 4 and 8) et confocal (photos 5-7 and 9). 1) Echantillon (Ech.) ACI 239 m, âge: 0.871 Ma. 2) Ech. ACI 435.50 m, âge: 1.709 Ma. 3) Ech. ACI 532.44 m, âge: 2.122 Ma. 4) Ech. ACI 509.50 m, âge: 2.026 Ma. 5) Ech. ACI 552.57 m, âge 2.206. 6) Ech. ACI 552.57 m, âge: 2.206 Ma. 7) Ech. ACI 429.50 m, âge: 1.681 Ma. 8) Ech. La Verrerie 1455, âge: 50-70 BC (Roman). 9) pollen actuel de Triticum sp., âge: 2000 AD. L: longueur maximale (μm).ende
 

Les pollens de céréales sont distingués de ceux des graminées sauvages par leur taille de plus de 40 µm. La comparaison avec la pluie pollinique actuelle autour du lac montre que le mode de pollen de céréales (≥40 µm) est aujourd'hui presque absent (< 1 %), même dans des zones où les ancêtres des céréales (Aegilops) et les céréales (orge) sont présents, alors qu’on en trouve jusqu’à 9 % dans les sédiments anciens. A proximité d’Acıgöl, d'abondants restes fossiles de grands mammifères (mammouth, rhinocéros, okapi, chameau et de nombreux chevaux et bovidés) ont été mis au jour, ainsi qu’un crane d’Homo erectus d’origine africaine.

Les scientifiques ayant contribué à cette étude parue dans Scientific Reports, issus notamment de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Avignon Univ. / IRD / Aix-Marseille Univ.), du laboratoire Histoire naturelle de l'Homme préhistorique (HNHP – CNRS / MNHN / Univ. Perpignan Via Domitia), du Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE – CNRS / Univ. Strasbourg), du Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ / IRD) et du Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE – CNRS / Univ. Versailles Saint-Quentin / CEA), proposent l’hypothèse que les proto-céréales de la série d’Acıgöl proviennent de graminées sauvages et que leur émergence a pu être favorisée par les troupeaux de grands herbivores attirés par les eaux douces du lac Acıgöl. Par le piétinement, l’enrichissement des sols en azote et le broutage, les troupeaux de grands herbivores ont pu modifier le génotype des proto-céréales naturellement présentes à Acıgöl, favorisant ainsi l'émergence des céréales modernes. Les populations d’homininés, présentes dans le sud-ouest de l’Anatolie aux alentours d’1,4 Ma ont pu bénéficier de la présence de céréales dans les écosystèmes herbacés.

La remise en question du paradigme de la domestication : comment et quand ?

Que s'est-il passé au Néolithique, lorsque l'Homme est passé du mode de vie de chasseur-cueilleur à celui d'agriculteur, en « inventant » les céréales selon le modèle classique ? A-t-il reproduit les conditions qui existaient il y a deux millions d'années ? Y a-t-il eu une nouvelle étape de la spéciation des céréales liée à l'Homme ?

Ces résultats permettent de reformuler une énigme importante sur l'évolution humaine : quand les céréales sont-elles apparues et l'Homme en est-il le seul responsable ? Cette étude remet en question le paradigme longtemps soutenu selon lequel les humains sont les géniteurs des céréales, alors qu'il semble en fait que les céréales soient apparues naturellement, les humains ayant simplement accéléré leur expansion. Si cette hypothèse est confirmée par la présence de pollens de proto-céréales dans d’autres séries du Pléistocène inférieur ou plus anciennes, cela nécessitera une révision fondamentale de notre vision globale de l'histoire de la nutrition humaine.

Les financements de cette étude proviennent de l’ANR MRSEI ACIGOL, du LABEX OT-MED et de la Fédération de Recherche ECCOREV.

Référence

Andrieu-Ponel V., Rochette P., Demory F., Alcicek H., Boulbes N., Bourlès N., Helvaci C., Lebatard A., Mayda S., Moigne A.M., Nomade S., Perrin M., Ponel P., Rambeau C., Vialet A., Gambin B., Alçiçek M.C. sous presse, 2021. Continuous presence of proto-cereals in Anatolia since 2.3 Ma, and their possible co-evolution with large herbivores and hominins. Scientific Reports (Nature)

Contact

Valérie Andrieu-Ponel

Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE - CNRS / Avignon Univ. IRD / Aix-Marseille Univ.)

valerie.andrieu-ponel@imbe.fr

Vanina Beauchamps-Assali

Chargée de communication - Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie Marine et Continentale (IMBE-CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/Avignon Université)

04 91 28 85 15

vanina.beauchamps-assali@imbe.fr

A lire aussi sur le site du CNRS

 

Séisme du 29 décembre 2020 en Croatie : les premières observations de terrain

© Francesco Iezzi (Univ. Chieti) 16 mars 2021 Campagne Terre Solide

Une équipe composée d’une vingtaine de chercheurs européens s’est rendue sur le lieu du séisme de magnitude 6,4 qui s’est produit le 29 décembre 2020 en Croatie. La zone épicentrale est située à 40 km au sud de Zagreb, capitale du pays. Leurs observations montrent que ce séisme a engendré une rupture co-sismique (3 à 40 cm de déplacement observé) sur une faille décrochante dextre, la faille de Petrinja, située sur le bord ouest du bassin sédimentaire Pannonien. Cela signifie que la surface terrestre s’est disloquée sous l’effet de la propagation des ondes sismiques et que, de part et d’autre du plan de faille, les compartiments rocheux ont coulissé de gauche et à droite. En Europe, il existe très peu d’exemples de ruptures co-sismiques visibles dans le paysage.

Les ruptures de surface observées se localisent le long d’une faille ayant une signature morphologique claire, marquée par plusieurs décalages dextres cumulés d’amplitudes allant de 5-6 m à environ 200 m. Ces décalages suggèrent une activité Quaternaire à Holocène, potentiellement associée à des séismes similaires. L’activité de cette faille était jusqu’à présent très peu connue, bien qu’un séisme majeur de magnitude 5,8 ait eu lieu en 1909 à environ 30 km au nord-ouest de Petrinja. L’ensemble du Bassin Pannonien s’est structuré lors de phases géodynamiques distinctes depuis le début du Miocène il y a environ 25 millions d’années (Fodor et al., 1999), exprimées aujourd’hui par un héritage tectonique important, avec de nombreuses failles d’orientations variables. L’activité sismogénique actuelle reflète très probablement une phase géodynamique très récente (essentiellement Quaternaire, Bada et al., 2007), dont l’expression géologique est « noyée » dans les phases plus anciennes. L’occurrence des séismes de 1909 et 2020 illustre donc la nécessité de cartographier rigoureusement les failles actives de cette région et de contraindre leur potentiel sismogénique. Si le séisme du 29 décembre confirme la capacité de la faille de Petrinja à générer des séismes de magnitude 6.5 (Basili et al., 2013), sa vitesse estimée entre 0,08 et 0,2 mm/an par la base de données européenne (EDSF) reste aujourd’hui peu contrainte.

Cette mission, qui a bénéficié du soutien financier de l’INSU dans le cadre de la cellule post-sismique, marque le début d’une collaboration à plus long terme avec les Croates et collègues européens, impliquant plusieurs laboratoires de l’INSU dont le CEREGE, ENS-Lyon, ISTerre et l’IRSN.

Carte des failles actives susceptibles de produire des séismes, cartographiées à partir des images satellitaires, de la topographie et des données de terrain.

Gauche : Vue en coupe du glissement latéral associé au séisme, avoisinant 40 cm cumulés sur 2 ruptures co-sismiques. Droite : Vue de drone de la rupture co-sismique. Le décalage dextre atteint ≈ 30 cm et on observe une ouverture pluri-centimétrique.© Lucilla Benedetti (CEREGE) / Francesco Iezzi (Univ. Chieti)

En savoir plus

Bada, G., Grenerczy, G., Tóth, L., Horváth, F., Stein, S., Cloetingh, S., ... & Fejes, I. (2007). Motion of Adria and ongoing inversion of the Pannonian Basin: Seismicity, GPS velocities, and stress transfer. SPECIAL PAPERS-GEOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA, 425, 243.

Basili R., et al., (2013). The European Database of Seismogenic Faults (EDSF) compiled in the framework of the Project SHARE. http://diss.rm.ingv.it/share-edsf/, doi:10.6092/INGV.IT-SHARE-EDSF.

Fodor, L., Csontos, L., Bada, G., Györfi, I., & Benkovics, L. (1999). Tertiary tectonic evolution of the Pannonian Basin system and neighbouring orogens: a new synthesis of palaeostress data. Geological Society, London, Special Publications, 156(1), 295-334.

Herak, D., & Herak, M. (2010). The Kupa Valley (Croatia) Earthquake of 8 October 1909—100 Years Later. Seismological Research Letters, 81(1), 30-36.

Kalman Šipoš, T., & Hadzima-Nyarko, M. (2018). Seismic risk of Croatian cities based on building’s vulnerability. Tehnički vjesnik, 25(4), 1088-1094.

Moulin, A., Active tectonics of the Alps-Dinarides junction: quantitative morphology, fault kinematics and implications for the Adria microplate geodynamics, Thèse de doctorat de l’Université d’Aix-Marseille, 2014.

Contact

Lucilla Benedetti

Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement (CEREGE)

benedetti@cerege.fr

Stéphane Baize

Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN)

stephane.baize@irsn.fr

Communiqué sur le site du CNRS

Un rapport inédit sur les risques environnementaux en région méditerranéenne

En novembre 2020, un réseau de plus de 600 experts sur les changements climatiques et environnementaux en région méditerranéenne, le MedECC, a publié un rapport faisant l’état des lieux des connaissances scientifiques sur le sujet à travers la Méditerranée. Les deux coordinateurs du projet, le paléoclimatologue Joël Guiot et l’écologue Wolfgang Cramer, nous en expliquent les enjeux.

Qu’est-ce que le MedECC 1 et quelles sont ses missions ?

Joël Guiot2 : Il s’agit d’un réseau de 600 chercheurs créé suite à une conférence parallèle qui s’est tenue pendant la conférence scientifique liée à la COP21 en juillet 2015. L’idée était de rassembler des scientifiques de toutes les disciplines en lien avec les changements climatiques et environnementaux de la Méditerranée. Nous fonctionnons sur une base d’adhésion personnelle, alors que le GIEC3 a aussi une assise nationale autour de points focaux. 

Wolfgang Cramer4 : Nous nous sommes focalisés jusqu’ici sur la rédaction d’un rapport faisant l’état des lieux de la situation et des risques climatiques et environnementaux attendus dans le bassin. Celui-ci a été publié en novembre dernier et se destine aux scientifiques et aux décideurs. Une démarche qui n’existait pas jusqu’à présent pour le bassin méditerranéen dans son intégralité. Notre objectif est aussi de faciliter le partage des données entre les différentes rives.

 

©Pixabay

Comment a été préparé ce rapport ?

J. G. : Nous avons mis en place un comité de pilotage qui a sélectionné les profils des scientifiques collaborateurs parmi nos adhérents en tenant compte d’une répartition équilibrée entre les disciplines, les pays et les genres, ce qui porte le nombre de contributeurs à une centaine. L’ensemble du rapport a ensuite été évalué par des pairs externes au MedECC. Il a également été revu par les représentants des gouvernements nationaux représentés au sein de deux organisations internationales : le Plan d’Action pour la Méditerranée du programme des Nations unies pour l'environnement (UNEP-MAP) - notamment chargé de mettre en place les accords de Barcelone de 1976 soutenant la protection de la mer Méditerranée contre la pollution – ainsi que l’Union pour la Méditerranée, une organisation intergouvernementale5 chargée de promouvoir la coopération entre les différentes rives de la région méditerranéenne sur les plans économique, social et climatique

Quel lien existe-t-il entre le MedECC et le CNRS ?

W. C. : Nous sommes tous deux chercheurs CNRS. Mais par ailleurs, deux programmes et structures impliquant le CNRS – le Labex OT-MED, mis en place par Joël en 2012, qui rassemblait dix laboratoires de la zone méditerranéenne française, et le programme MISTRALS (tous deux achevés en 2020) – nous ont permis de démarrer cette initiative avec le réseau Plan Bleu d’acteurs sociétaux. En ce sens, le CNRS était dans une position idéale pour lancer une action telle que le MedECC, même si nous nous sommes assurés que la démarche ne soit pas perçue comme une initiative uniquement CNRS et française. Pour le rapport, la participation internationale a d’ailleurs été répartie au mieux entre les différentes nations même si certaines comme l’Égypte ont été sous-représentées.

J. G. : Cela s’explique notamment par le fait qu’il nous a fallu quelques années avant de devenir légitimes auprès des différents acteurs. Certains n’ont peut-être pas immédiatement compris les enjeux mais pourraient contribuer à la rédaction d’un prochain rapport. 

Il existe déjà une galaxie de groupes d’experts et de comités régionaux, nationaux et internationaux sur le changement climatique. Qu’apporte le MedECC dans ce paysage bien rempli ?

W. C. : L’expertise du MedECC porte à la fois sur le changement climatique et les changements d’utilisation des terres et de l’océan, la pollution, l’arrivée des espèces invasives, etc. Tous ces facteurs de changement environnementaux (ou forçages) évoluent souvent dans le même sens. C’est ce qui fait notre force par rapport à d’autres plateformes. Nous nous sommes intéressés à de nombreux forçages. 

J. G. : Il est vrai qu’on pourrait se demander pourquoi lancer le MedECC alors que le GIEC couvre le monde entier. Justement parce que les forçages que subit la Méditerranée n’y sont pas traités de façon intégrée par ce dernier. À la place, les rapports considèrent le sud de l’Europe, le nord de l’Afrique et l’ouest de l’Asie séparément et ne prennent pas en compte leurs interactions. Il y avait donc un besoin de rassembler les connaissances scientifiques de façon intégrée. Pour traiter des problèmes environnementaux, il était donc nécessaire de faire collaborer les chercheurs des différentes parties de la Méditerranée.

Revenons plus en détails sur les résultats du rapport. La Méditerranée représente plus de 500 millions d’habitants, pouvez-vous nous présenter quelques exemples d’enjeux à fort impact socio-économique qui ont été identifiés ?

W. C. : Il existe en effet de nombreuses menaces qui pèsent sur la région. Par exemple, l’absence de marée en Méditerranée fait qu’une grande partie de la population habite très près de la mer. Or, un des problèmes du bassin est justement l’élévation du niveau de la mer qui a augmenté de 6 centimètres au cours des 20 dernières années. Elle impactera davantage les villes du bassin, mais aussi les productions agricoles au niveau des estuaires en plus d’une forte salinisation des sols. En résulte également une augmentation des risques d’inondation côtière6 (+50 % d’ici à 2100) et du risque d’érosion sur l’ensemble du littoral (+13 %).

J. G. : Autre exemple, l’augmentation des températures qui ira de consort avec une réduction des pluies et donc des scénarios de sécheresse de plus en plus importants marqués par 10 à 30 % de réduction de la ressource hydrique. Or, il y a déjà un déséquilibre important car les ¾ des ressources en eau sont utilisées dans le nord du bassin, alors que les ¾ de la population vivent dans le sud du bassin. Cette rareté de l’eau demande une meilleure utilisation de l’irrigation qui gaspille beaucoup d’eau mais aussi la réutilisation des eaux usées actuellement rejetées dans la mer. De la sécheresse découlent également l’augmentation des canicules et leurs impacts sanitaires. 

Comment les résultats du MedECC se positionnent-ils par rapport à ceux d’autres instances sur les changements climatiques et environnementaux ?

W. C. : Pour la première fois, le prochain rapport du GIEC, qui est en cours de préparation, contiendra un petit chapitre sur la Méditerranée que j’ai coordonné avec une collègue égyptienne. Nous nous appuyons donc sur les résultats du MedECC. Dans la même idée, nous souhaiterions mettre en place ce type de lien direct avec l’IPBES7 et d’autres plateformes.

Ce rapport se destine également aux décideurs. Comment avez-vous orienté les résultats dans ce cadre ?

W. C. : Nous avons principalement travaillé sur les risques plutôt que les solutions, car certains risques sont tellement importants qu’il n’est plus possible de s’adapter. Dans ces cas-là, la solution est de suivre l’accord de Paris et réduire les émissions de gaz à effet de serre. 

J. G. : Pour d’autres aspects,  nous abordons la question de comment améliorer la résilience de la Méditerranée. Par exemple dans le cadre de l’agriculture, il existe des solutions comme l’agroécologie et l’agroforesterie qui sont économes en eau, permettent d’améliorer la qualité des sols et de stocker du carbone. Le régime alimentaire méditerranéen qui est en accord avec cette agroécologie pourrait notamment être renforcé. Les décideurs bénéficient donc d’un résumé accessible de risques et de propositions.

En novembre dernier, le MedECC intervenait dans le cadre de la conférence MED2020 sur la science pour les décideurs. Ce rendez-vous a-t-il permis d’avancer sur ce sujet ?

W. C. : La conférence est encore trop récente pour en évaluer l’impact. Globalement, il y a néanmoins beaucoup de raisons d’être frustré face aux décisions politiques qui sont prises, même si certaines bonnes choses émergent comme l’engagement pour la protection de 30 % de la surface de tous les pays du monde et de la mer. Est-ce que cela aboutira et avec quelles contraintes ? Nous verrons. C’est bien d’avancer à petits pas mais il faut maintenant accélérer la marche vers un monde décarboné.

Notes

  1. Ces travaux ont notamment été récompensés par le jury du Prix nord-sud du Conseil de l’Europe.
  2. Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l’environnement (Aix-Marseille Université / CNRS / INRAE / IRD).
  3. Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat.
  4. Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (Aix-Marseille Université / Avignon Université / CNRS / IRD).
  5. Elle se compose de 42 pays dont l’ensemble de l’Union européenne.
  6. La France dispose d’une stratégie nationale de gestion des risques d’inondation depuis 2014.
  7. Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques.

Sur le site du CNRS

Méditerranée : Crise de la circulation d’eaux profondes dans le passé

16 décembre 2020

La Mer Méditerranée est actuellement bien oxygénée grâce à la formation active des eaux profondes en hiver par mélange vertical, qui contribue au maintien de la biodiversité. Les projections pour 2100 indiquent un réchauffement des eaux de la Méditerranée qui pourrait entraîner une stratification des eaux de surface et une diminution du mélange vertical hivernal. Même si cet effet pourrait être partiellement compensé par une réduction de la précipitation annuelle sur la région Méditerranéenne, une circulation plus stagnante pourrait se mettre en place à la fin du siècle. D’autant que ce phénomène pourrait être amplifié par la fonte des glace du Groenland dont la dynamique est encore mal connue. En effet, l’entrée d’eaux moins salées de l’Atlantique en Méditerranée par le Détroit de Gibraltar pourrait contribuer au ralentissement de la circulation marine en Méditerrané.

Dans son histoire, la Méditerranée a subi plusieurs épisodes extrêmes de circulation stagnante à cause notamment de l’apport massif d’eau douce du Nil et des eaux de fonte des glaces du Groenland. Les conséquences de ce phénomène sont multiples et ont conduit à la mise en place d’eaux profondes très faiblement oxygénées, provoquant la disparition de certains organismes benthiques et la formation de couches noires riches en matière organique dans les sédiments marins appelées « sapropèles ». Le plus récent de ces épisodes, le S1, s’est déroulé entre environ 11 000 et 6 000 ans. Les dépôts de S1 sont omniprésents dans le bassin oriental profond alors qu’ils sont absents dans le bassin occidental.

La combinaison d’indicateurs géochimiques et micropaléontologiques analysés sur les sédiments marins a permis de caractériser les états de circulation des eaux en Méditerranée avant, pendant et après le dépôt des couches de S1. Nos résultats montrent que l’apport excessif d’eau douce aurait réduit la formation d’eau intermédiaire ou profonde dans le bassin oriental et ce de fait provoqué une diminution des échanges d’eau entre les bassins oriental et occidental, isolant ainsi la Méditerranée orientale. Le bassin occidental serait resté relativement oxygéné, ce qui explique l’absence de ces dépôts S1 dans ce bassin. Les conditions de faible oxygénation en Méditerranée orientale auraient aussi eu pour conséquence une diminution de la biodiversité des eaux profondes et des sédiments. Une telle crise de circulation pourrait-elle se produire dans un futur proche ? Pour répondre à cette question, nous développons une stratégie de comparaison des reconstructions paléocéanographiques et des résultats de la modélisation régionale simulant la convection à fine échelle, afin de mieux comprendre la sensibilité de la circulation en Mer Méditerranée aux perturbations hydrologiques en cours.

Auteures et auteurs

Kazuyo Tachikawa et Laurence Vidal (Université d’Aix Marseille, CNRS, IRD, INRAE, Collège de France, CEREGE), Paolo Montagna (Institute of Polar Sciences (ISP-CNR), Bologne), Eric Douville (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE)) et Christophe Colin (Université Paris-Saclay, CNRS, GEOPS)
Coordination PaleoMeX :  Marie-Alexandrine Sicre

Couches de sapropèle marquées par une couleur foncée et lamination par la une meilleure préservation de matière organique et manque de bioturbation © Paolo Montagna

© Kazuyo Tachikawa

Le Prix Nord-Sud 2020 du Conseil de l'Europe attribué au MedECC

18 décembre 2020 Le Prix Nord-Sud 2020 du Conseil de l'Europe a été attribué au réseau d’experts scientifiques MedECC pour sa première évaluation scientifique des risques liés aux changements climatiques et environnementaux dans le bassin méditerranéen. Coordonné par deux chercheurs du CNRS, ce premier rapport du MedECC a été rédigé par 120 scientifiques indépendants de 25 pays, tous contribuant à titre individuel. C’est l’ensemble de ces contributeurs qui sont récompensés par ce prix qui sera remis à leurs représentants par le président du Portugal pendant une cérémonie au début de l’année 2021.

La région méditerranéenne subit aujourd’hui de nombreuses pressions environnementales qui entrent en résonance et rendent les systèmes naturels, socio-économiques et humains de plus en plus vulnérables. Les politiques de développement durable des pays méditerranéens doivent réduire ces risques, et augmenter la résilience. Afin de faire bénéficier des informations scientifiques nécessaires aux prises de décision et aux actions à l’ensemble des pays de la région, le Réseau des Experts Méditerranéens sur le Climat et le Changement Environnemental (MedECC) a publié son premier rapport en novembre dernier. Ses conclusions interpellent sur l’urgence de réponses fortes à une situation qui se dégrade de manière alarmante. Le rapport, qui est accompagné d’un résumé pour les décideurs, a été discuté avec les parties prenantes et autorités de la région méditerranéenne.

Le Jury Prix Nord-Sud 2020 du Conseil de l'Europe a salué les travaux du MedECC, qui constituent à la fois un exemple marquant du potentiel de collaboration nord-sud et entre les États et les sociétés pour faire face aux défis du changement climatique et de la durabilité environnementale, et une réponse au besoin d’un dialogue science-décision pour produire une base solide pour la planification de politiques environnementales. Ces travaux contribuent à l’adaptation de l'Accord de Paris à l’échelle de la région. Le réseau constitue également un exemple concret de la vision de la mer Méditerranée en tant qu'espace partagé de paix, de culture, de développement et de droits de l'homme, qui a conduit à la création, il y a 25 ans, du processus de Barcelone. En cela il est soutenu par l’Union pour la Méditerranée, le Plan d’Action pour la Méditerranée du PNUE et son centre d’activités régionales Plan Bleu.

Le CNRS INEE et le CNRS INSU félicitent l’ensemble des contributeurs pour leur travail. Ils saluent particulièrement le travail de coordination de Wolfgang Cramer (IMBE) et Joël Guiot (Cerege) ainsi que la démarche suivie pour l’aboutissement du projet.

En savoir plus

Lire Méditerranée : le rapport du réseau MedECC tire la sonnette d’alarme !

Consulter le rapport

En savoir plus sur le Medecc :

En savoir plus sur le Prix Nord-Sud 2020 du Conseil de l'Europe

Site du CNRS

2 mois en mer pour explorer la contribution de l’océan Austral à la régulation du climat

04 janvier 2021 Mieux comprendre la séquestration du CO2 atmosphérique dans l’océan, en particulier la manière dont des éléments chimiques essentiels à ce stockage sont apportés, transportés et transformés par les océans : voici l’objectif de l’expédition océanographique Swings. Du 11 janvier au 8 mars 2021, une équipe coordonnée par deux chercheuses du CNRS et impliquant notamment des collègues de Sorbonne Université, de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier, de l’Université de Bretagne Occidentale et d’Aix-Marseille Université, parcourra, à bord du Marion Dufresne II affrété par la Flotte océanographique française, l’océan Austral à la découverte de ses secrets.

L'océan Austral, qui entoure le continent antarctique, au sud des océans Atlantique, Pacifique et Indien, est une région lointaine, agitée, difficile à explorer. Il joue un rôle important mais complexe pour le captage et le stockage du CO2 atmosphérique. De nombreux facteurs sont en effet à prendre en compte, de l’activité biologique (la photosynthèse en surface, « l’export » de matière carbonée vers les abysses, sa séquestration dans les sédiments) à la circulation océanique.

Appréhender ces processus nécessite de les quantifier, ce qui est possible grâce à la mesure d’éléments dits « géochimiques » (silice, nitrate, fer, zinc, mais aussi par exemple thorium, radium et terres rares). La grande majorité de ces « traceurs » sont présents en concentrations infimes dans l'eau de mer.

L’expédition océanographique Swings1, qui débutera le 11 janvier et impliquera 48 scientifiques, s’inscrit ainsi dans le programme mondial Geotraces qui construit depuis 2010 un atlas chimique des océans, compilant notamment les données décrivant les cycles biogéochimiques de ces éléments « traceurs » et de leurs isotopes dans les différents océans du globe. Ces données sont acquises selon des protocoles très stricts, comparées et validées entre les différents pays et mises à disposition dans une banque de données ouverte. C’est la première fois qu’une campagne en mer aussi détaillée que Swings est menée dans l’océan Austral. Son objectif est de déterminer l'origine (atmosphérique, sédimentaire, hydrothermale, etc.) de ces éléments dont certains exercent un rôle crucial dans l'activité photosynthétique du phytoplancton (le fer et le zinc par exemple). Les scientifiques étudieront notamment leurs transformations physique, chimique et biologique, à toutes les profondeurs de l’océan Austral ainsi que leur devenir in fine : descente dans les abysses et stockage dans les sédiments2.

Outre les scientifiques du projet Swings, l’équipe du service d'observation Oiso, qui évalue la part de CO2 issue des émissions anthropiques et l’acidification des eaux qui en résulte, embarquera sur le Marion Dufresne II durant cette expédition. Un autre programme de suivi temporel de données, Themisto, est prévu pour étudier les écosystèmes de haute-mer. Enfin, un troisième projet (MAP-IO) s’appuiera sur la plateforme du navire pour effectuer, entre autres, des mesures physiques de la distribution des aérosols et de gaz traces. La coopération scientifique est ainsi au cœur de cette nouvelle expédition, avec ces trois projets complémentaires des objectifs de Swings.

Les laboratoires impliqués dans le projet Swings sont :

  • Laboratoire des sciences de l'environnement marin (CNRS/Ifremer/IRD/Université de Bretagne occidentale)
  • Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (CNRS/Cnes/IRD/Université Toulouse III - Paul Sabatier)
  • Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/ENS-PSL/École polytechnique-Institut Polytechnique de Paris/Sorbonne Université)3
  • Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (CNRS/IRD/MNHN/Sorbonne Université3
  • Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CNRS/Inrae/IRD/Aix-Marseille Université)
  • Laboratoire d'océanographie microbienne (CNRS/Sorbonne Université)
  • Institut méditerranéen d'océanologie (CNRS/IRD/Université de Toulon/Aix-Marseille Université)
  • Laboratoire Climat, environnement, couplages et incertitudes (CNRS/Cerfacs)
  • Division technique de l'INSU du CNRS

Cette expédition a été financée par l’ANR, par la Flotte océanique française opérée par l’Ifremer, par l’Institut national des sciences de l’univers du CNRS et par l’école universitaire de recherche IsBlue.
Elle est soutenue par l’université fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées et l’Université de Bretagne Occidentale.

Pour aller plus loin :

Le site internet de l’expédition : https://swings.geotraces.org/
Les articles du média l’Exploreur (Université fédérale Toulouse Midi-Pyrénées) : https://exploreur.univ-toulouse.fr/
Et de CNRS le Journal : https://lejournal.cnrs.fr/swings

Contact Cerege : Bruno Hamelin

Site du CNRS : https://bit.ly/3q0Ijkq

Quels paléopaysages pour les premiers hominines ?

18 décembre 2020 Résultat scientifique Terre Solide

Quels sont les paysages qui ont accompagné les principales étapes de l’évolution humaine ? Quels facteurs ont contrôlé l’évolution de ces paysages ? Répondre à ces questions s’avère essentiel pour identifier les pressions environnementales potentielles qui ont accompagné, voire influencé, l’émergence et l’évolution des hominines et ainsi tester la robustesse des divers scénarios évolutifs.

Le grand rift est-africain est considéré comme le site majeur pour travailler sur ces questions. Au sein de ce rift, la dépression du Turkana est célèbre pour les nombreuses découvertes majeures qui y ont été faites concernant l’origine de l’humanité (restes d’hominines et artefacts). Là sont préservées des archives sédimentaires tout à fait uniques. Leur décryptage permet de révéler la dynamique des environnements passés du rift, d’identifier les facteurs contrôlant leur évolution et de comprendre les impacts locaux qu’ont eu les changements climatiques globaux et l’évolution tectonique régionale.

À partir d’une étude pluridisciplinaire, des scientifiques issus de cinq laboratoires proposent une restitution continue des fluctuations à long-terme du paléolac Turkana, des évolutions des systèmes sédimentaires qui ont structuré les paysages physiques et du couvert végétal entre 4 et 1 Ma sur la bordure ouest de la dépression du Turkana. Les résultats démontrent le rôle prépondérant du climat, et notamment celui des précipitations sur le haut plateau éthiopien, sur la végétation, les fluctuations du niveau du lac et l’évolution de la ressource en eau associée. Les chercheurs pointent pour la première fois le rôle décisif de la variabilité de la production de sédiment résultant de l’érosion du relief bordant le rift sur le type de paléopaysage qui caractérisait la zone.

L’équipe ambitionne désormais d’appliquer la même approche sur d’autres secteurs de la dépression du Turkana. L’objectif est de reconstruire l’évolution Plio-Pléistocène continue des paléopaysages de cette région, si cruciale pour notre histoire commune.

Modèles conceptuels de dépôt représentant les systèmes sédimentaires qui ont caractérisé alternativement la sédimentation sur la bordure ouest du Turkana entre 4 et 1,25 Ma. Les analogues modernes représentent ces systèmes dans des bassins de rift actuels

En savoir plus

Plio-Pleistocene sedimentation in West Turkana (Turkana Depression, Kenya, East African Rift System): Paleolake fluctuations, paleolandscapes and controlling factors – Earth-Science Reviews, Volume 211

A. Nutz, M. Schuster, D. Barboni, G. Gassier, B. Van Bocxlaer, C. Robin, T. Ragon, J.-F. Ghienne, J.-L. Rubino

https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103415

Contact

Alexis Nutz - CEREGE

nutz@cerege.fr

Retrouver sur le site du CNRS

A la recherche de polluants organiques persistants au Cameroun

Dans un récent article publié dans Marine Pollution bulletin, Kevin MBusnum Gweth, jeune chercheur camerounais spécialiste de la chimie de l'environnement, présente les premiers résultats d’une étude pilote sur les polluants organiques persistants (POPs) dans le lac Barombi et dans la mangrove de Douala. Sa thèse a été co-dirigée par le CEREGE et le LCE.

Issus des activités agricoles, industrielles et des transports, les polluants organiques persistants (POPs) émis dans l’atmosphère présentent de nombreux effets nuisibles pour l’homme et l’environnement : dégradation du système immunitaire, altération de la reproduction et développement des propriétés cancérigènes. L’exposition prolongée aux POPs peut provoquer des perturbations chroniques, même à de faibles concentrations. En raison de leur propriété de bioaccumulation et de résistance aux processus de dégradation naturelle, des impacts sont également observés très loin des sources d’émission.
Encadrés par la Convention de Stockholm, les POPs les plus nocifs, au nombre de 12, sont interdits.

Une étude quasi pionnière pour le Cameroun

De nombreuses études à travers le monde ont dressé l’inventaire de ces polluants dans différents environnements montrant parfois des taux de contaminations élevés. Sur le continent Africain, les études des POPs sont rares. Pourtant, évaluer les niveaux de contamination et estimer leur impact potentiel sur la santé humaine et les écosystèmes est une question prioritaire alors même que le continent doit faire face à un boom démographique, à une forte croissance agricole et industrielle et à une gestion des déchets inappropriée, voire inexistante.

La thèse de Kevin MBusnum Gweth, visait à évaluer la contamination en polluants organiques de différents environnements aquatiques du Cameroun. Mené en partenariat avec l'Université de Douala, ce doctorat s'est focalisé sur deux systèmes aquatiques distincts :

  • le bassin versant du Lac Barombi, 2ème site Ramsar du Cameroun et principale source d’approvisionnement en eau potable de la ville de Kumba ;
  • la mangrove de l’estuaire du Wouri située à proximité de Douala, (ville la plus peuplée avec près de 3 millions d’habitants) et un des principaux centres industriels de la Communauté Économique et Monétaire de l'Afrique Centrale.

Une analyse systématique de plusieurs types de POPs a été menée.

Sur le bassin versant du Barombi Mbo, si aucun pesticides organochlorés (POCs) n’a été détecté dans les eaux, plusieurs polluants (e.g. endosulfan, les isomères HCHs, l’aldrine et le dieldrine) ont été repérés dans les sols et sédiments, les teneurs restant toutefois faibles.
Les analyses des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) ont quant à elles montré que ceux-ci provenaient de la combustion de biomasse (herbes et bois) témoignant de l’agriculture sur brulis pratiqué sur le bassin.

Dans la mangrove de Douala, plusieurs POCs ainsi que des PCBs ont été détectés dans les sédiments. Les analyses d'HAPs indiquent des sources mixtes de combustion (biomasse et pétrole). Selon les lignes guides sur la qualité des sédiments (SQGs), les concentrations mesurées restent cependant faibles. Elles sont bien inférieures à celles observées dans des systèmes de mangroves fortement anthropisés, et indiquent pour l'instant un faible risque de toxicité sur les organismes aquatiques et l'écosystème en général.

A l’avenir, ce type d’étude devra être poursuivi pour assurer un suivi des polluants émergents dans les zones fortement anthropisées du Cameroun et plus globalement d'Afrique. La mise en place d'un système de veille des taux de contamination aux polluants organiques mais aussi d’autres sources de pollution (éléments métalliques par exemple) s'inscrit par ailleurs dans la dynamique "Douala, ville durable".

Défendue le 8 octobre 2020 à Aix-Marseille Université, cette thèse a bénéficié d’une bourse du SCAC de l'Ambassade de France au Cameroun, qui a permis à cet étudiant camerounais de mener ces travaux de doctorat au sein du LCE et du CEREGE sous la direction du Pr. Pierre DOUMENQ, du Dr. Pierre DESCHAMPS et du Dr. Laure MALLERET.

Référence de l’article : K.G. Mbusnum, L.Malleret, P. Deschamps, I. Khabouchi, L. Asia, S. Lebarillier, G. Menot, R. Onguene, P. Doumenq. Persistent organic pollutants in sediments of the Wouri Estuary Mangrove,Cameroon: Levels, patterns and ecotoxicological significance, Marine Pollution Bulletin, 5 Octobre 2020. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111542

Contacts : mbuskevin@gmail.com; pierre.deschamps@ird.fr

Voir sur le site de l'IRD : https://bit.ly/33AjOlh

Les plages vont-elles vraiment disparaitre avec le changement climatique ?

Résultat scientifique - 03 novembre 2020 Les littoraux sableux, qui couvrent près d’un tiers du linéaire côtier mondial, montrent une tendance globale à l’érosion. Or, le changement climatique, à travers notamment l’augmentation du niveau moyen de la mer, va aggraver cette érosion au cours du XXIe siècle.

Début 2020, une équipe de chercheurs européens a publié une étude qui a eu un très fort impact médiatique. Elle concluait en effet sur la disparition de plus de la moitié des plages sableuses mondiales d’ici la fin du XXIe siècle. Ayant réexaminé les données et la méthodologie sur lesquelles s’appuyait cette étude, un consortium international#1 est arrivé à des conclusions très différentes.

Parmi les nombreux éléments de désaccord, le modèle d’impact de l’augmentation du niveau moyen de la mer utilisé par l'équipe européenne ignore les possibilités d’ajustement morphologique des plages suite à un recul du trait de côte. Or, le consortium international a montré que si les plages ont un espace d’accueil à l’arrière, lorsqu’elles sont par exemple adossées à des plaines côtières, des marais littoraux ou des dunes, alors elles conserveront leur forme générale en migrant dans les terres : le littoral reculera, mais les plages survivront, bien qu'un peu surélevées et situées plus à l'intérieur des terres qu’actuellement. En revanche, les plages adossées à des falaises ou à des structures d'ingénierie telles que des digues, qui ne peuvent de ce fait migrer vers les terres, subiront une diminution de leur largeur, qui pourra finalement conduire à leur disparition. Les structures côtières en dur empêchent ainsi l’adaptation naturelle des plages à l'élévation du niveau de la mer. Dans ces conditions, le retrait de ces structures ou, lorsque c’est possible, les solutions fondées sur la nature seront souvent les seules méthodes à appliquer pour sauvegarder l'avenir de ces plages.

En savoir plus

Cooper, J.A.G, Masselink, G., Coco, G., Short, A.D., Castelle, B., Rogers, K., Anthony, E.J., Green, A.N., Kelley, J.T., Jackson, D.W.T. (2020). Sandy beaches can survive sea-level rise. Nature Climate Change, https://doi.org/10.1038/s41558-020-00934-2

Les pays dont sont issus les chercheurs sont la France [avec le laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques (EPOC/OASU, Université de Bordeaux / CNRS) et le Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / AMU / IRD / Collège de France)], le Royaume-Uni, l’Afrique du Sud, l’Australie, la Nouvelle-Zélande et les États-Unis.

Contact  : Bruno Castelle EPOC/OASU

bruno.castelle@u-bordeaux.fr

Contact Cerege : Edward Anthony

anthony@cerege.fr

A lire sur le site du CNRS : https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/les-plages-vont-elles-vraiment-disparaitre-avec-le-changement-climatique

Une nouvelle méthode pour reconstruire les vitesses de glissement des failles normales actives

14 septembre 2020

Les séismes destructeurs entraînent des déplacements verticaux ou horizontaux à la surface de la Terre et, lorsqu’ils se succèdent sur une même faille, des reliefs se forment. Dans les zones en extension, on observe des reliefs présentant une forme tout à fait caractéristique des failles normales actives. Il s’agit de versants montagneux de forme triangulaire avec à leur base les zones les plus récemment exposées par le/les derniers séismes, et en altitude les zones les plus anciennes et les plus érodées. La compétition entre le déplacement vertical et l’érosion en surface, localisée au niveau des rivières adjacentes, entraîne la formation de cette forme caractéristique qu’on appelle facette triangulaire.

Afin de pouvoir prédire l’occurrence des futurs séismes, il est essentiel de connaître la vitesse à laquelle une faille accumule les déplacements sur une longue période de temps. Or, il existe très peu de mesures de vitesse de failles sur des durées supérieures à 20 000 ans. C’est pourquoi une équipe de recherche a développé une nouvelle méthode permettant de mesurer la vitesse d’une faille normale en contraignant l’histoire de la surface de la facette triangulaire à partir de la concentration en nucléide cosmogénique 36Cl. Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont appliqué cette méthode à des échantillons de roches affleurant sur le versant de quatre facettes triangulaires le long d’un profil vertical dans les Apennins en Italie.

Les résultats sur trois des quatre failles montrent que les vitesses obtenues couvrent une gamme temporelle comprise entre 20 000 et 210 000 ans et sont en bon accord avec des vitesses mesurées indépendamment sur ces mêmes failles au cours des derniers 10 000 ans. Dans le cas de la faille de Magnola par exemple, la vitesse de glissement moyenne est d’environ 0.2 mm/an au cours des derniers 185 000 ans. Cette nouvelle approche va permettre d’acquérir des données essentielles sur les failles normales actives et ainsi de mieux anticiper les séismes destructeurs.


Sur la facette triangulaire F-MA1 de la faille de Magnola, les points qui ont été échantillonnés sont représentés en jaune. Les flèches rouges montrent la trace de la faille active mise en évidence par le liseré blanc à la base de la facette

En savoir plus

Slip rate determined from cosmogenic nuclides on normal-fault facets – Geology, v. 49

J. Tesson, L. Benedetti, V. Godard, C. Novaes, J. Fleury, ASTER team

https://doi.org/10.1130/G47644.1

 

Dilatation du temps radiocarbone, géodynamo et préhistoire

Communiqué au sujet d’un article sous presse dans les Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) 28 août 2020

Pour calculer l’âge d’un objet ancien à partir de la mesure du 14C  qu’il contient, il faut connaître la teneur en 14C de l’atmosphère contemporaine de l’époque d’apparition de cet objet. L’âge radiocarbone initial est donc corrigé en comparant la teneur en 14C mesurée avec celles d’autres échantillons pour lesquels des âges justes et précis ont été mesurés par des méthodes indépendantes comme le comptage des cernes annuels des arbres ou la datation des carbonates par la méthode à l’uranium-thorium.

La nouvelle courbe de calibration IntCal20 (Reimer et al. 2020) a permis de calculer le rythme de l'horloge radiocarbone avec une précision sans précédent (Bard et al. 2020). Le nouveau résultat majeur est que la pente de la courbe IntCal20 est caractérisée par un maximum prolongé entre 50.000 à 40.000 ans BP. Au cours de ce maximum, il y a environ deux fois plus d'années du radiocarbone que d'années du calendrier. L’horloge radiocarbone a donc accéléré considérablement pendant plusieurs millénaires (Bard et al. 2020).
Cette dilatation du temps radiocarbone est liée à l’effondrement du champ géomagnétique pendant un événement géophysique centré vers 41.000 ans B.P (excursion magnétique de Laschamp). L’arrivée sur Terre des particules du rayonnement cosmique est en effet modulée par l’intensité de la dynamo terrestre comme l’indique la correspondance entre les enregistrements paléomagnétiques et les concentrations de béryllium 10 des glaces polaires (comme le 14C, l’isotope 10Be est un cosmonucléide formé par le rayonnement cosmique).

L'impact de la dilatation du temps radiocarbone entre 50.000 et 40.000 ans B.P. est illustré en considérant des sites préhistoriques occupés par les derniers néandertaliens et les premiers hommes modernes d’Europe (Bard et al. 2020). Cette dilatation du temps aura d’autres conséquences dans des domaines variés comme la préhistoire, la paléoclimatologie et la paléocéanographie ainsi que pour tous les utilisateurs de la datation au radiocarbone pour cette période reculée.

En savoir plus :

Bard E, Heaton TJ, Talamo S, Kromer B, Reimer RW, Reimer PJ. Extended dilation of the radiocarbon time scale between 40,000 and 48,000 years BP and the overlap between Neanderthals and Homo sapiens. Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.2012307117 (2020).
https://doi.org/10.1073/pnas.2012307117

Reimer PJ, Austin WEN, Bard E, Bayliss A, Blackwell PG, Ramsey CB, Butzin M, Cheng H, Edwards RL, Friedrich M, Grootes PM, Guilderson TP, Hajdas I, Heaton TJ, Hogg AG, Hughen KA, Kromer B, Manning SW, Muscheler R, Palmer JG, Pearson C, Plicht Jvd, Reimer RW, Richards DA, Scott EM, Southon JR, Turney CSM, Wacker L, Adophi F, Büntgen U, Capano M, Fahrni S, Fogtmann-Schulz A, Friedrich R, Köhler P, Kudsk S, Miyake F, Olsen J, Reinig F, Sakamoto M, Sookdeo A, Talamo S. 2020. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon calibration curve (0-55 kcal BP). Radiocarbon, 62 (4), DOI: 10.1017/RDC.2020.41 (2020).
https://www.cambridge.org/core/journals/radiocarbon/calibrations/intcal-20

 

Contact :

Édouard Bard

bard@cerege.fr

Voir sur le site du CNRS

La recharge des aquifères en Méditerranée

17 juin 2020 Plaine de comblement d'Aremd, Vallée de la Rheraya. Haut Atlas occidental.©IRD / Simonneaux, Vincent

Les ressources en eau de la plupart des zones méditerranéenne proviennent pour une large part des zones montagneuses situées en amont des bassins versants. Ces zones amont reçoivent suffisamment de précipitations, dont une partie sous forme de neige, pour générer des écoulements de surface qui sont fortement mobilisés en aval par l’agriculture irriguée. Toutefois, une part importante des précipitations s’infiltre en profondeur et va recharger les aquifères localisés en aval. Dans les zones de plaine, l’exploitation croissante de cette eau souterraine a pour conséquence un abaissement généralisé des niveaux des nappes, mettant en danger la durabilité des agro-systèmes méditerranéens. Il est donc crucial de comprendre le fonctionnement hydrologique de ces systèmes et en particulier les processus de recharge des aquifères depuis l’amont. Si l’impact du changement climatique sur l’enneigement et les débits des rivières retient déjà l’attention de la communauté scientifique, ses conséquences sur la recharge des nappes restent aujourd’hui mal connues.

Ce manque de connaissance est dû à la complexité des processus en jeu ainsi qu’à l’impossibilité d’observer directement les flux souterrains. Néanmoins, l’étude de la composition chimique et isotopique de l’eau permet d’obtenir des informations sur son cheminement souterrain et sur les interactions entre les différentes masses d’eau. Cette composition est influencée, entre autres, par l’altitude à laquelle sont tombées les précipitations, ainsi que par le taux d’évaporation qu’elles ont subi avant de s’infiltrer. Une autre approche pour évaluer la recharge se base sur le bilan hydrique d’un bassin. A partir de la connaissance des précipitations, des débits de surface et de l’évapotranspiration, il est possible de déduire la fraction infiltrée en profondeur grâce à l’équation de fermeture du bilan hydrologique. Ces connaissances permettent alors de modéliser les processus de recharge et de tester des scénarios de gestion ou d’impact des changements climatiques.

Une incertitude majeure est associée à la quantification de l’évapotranspiration très mal connue ou modélisée en montagne. Cette modélisation est également tributaire des observations in situ qui font souvent défaut pour la calibration ou validation des modèles. Il est donc fondamental de maintenir des observatoires pérennes pour mesurer régulièrement les variables météorologiques, les débits des rivières, l’hydrochimie, le niveau des nappes, les flux liés à l’irrigation, etc. C’est grâce à la complémentarité entre observation de terrain, observation satellitaire et modélisation que nous pourrons fournir les informations nécessaires pour une gestion optimale des ressources en eau et déterminer des répartitions soutenables des usages tenant compte des changements climatiques en cours.

 

Auteurs :

Vincent Simonneaux : IRD / CESBIO (Toulouse, UMR 5126, UPS-CNRS-CNES-IRD) Laboratoire Mixte International TREMA (Université Caddi Ayyad, Marrakech)

Lahoucine Hanich : Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences et Techniques, Marrakech - Université Mohamed VI Polytechnique, Centre for Remote Sensing and Application (CRSA), Benguerir, Maroc

Laurence Vidal : Aix Marseille Université

Younes Fakir : Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech, Maroc - Université Mohamed VI Polytechnique, Centre for Remote Sensing and Application (CRSA), Benguerir, Maroc

Sur le site CNRS

Un chaudron bouillant après la disparition des dinosaures

05 juin 2020 Moulage d’un Allosaurus au Muséum national d’Histoire naturelle © Jebulon

Il y a 66 millions d’années, un astéroïde percutait la Terre au large du Yucatan actuel, provoquant la disparation des dinosaures et laissant derrière lui le cratère de Chicxulub. Ce cratère de 180 km de diamètre est l’une des grandes structures d’impact les mieux préservées sur Terre. En 2016, un forage profond a eu lieu sur la structure dans le cadre des programmes IODP et ICDP, atteignant 1335 mètres de profondeur sous le fond marin au niveau de l’anneau central du cratère. Les échantillons prélevés ont montré que le cratère avait abrité un système hydrothermal qui avait altéré chimiquement et minéralogiquement environ 150 000 km3 de la croûte terrestre.

Certains des minéraux formés pendant cette phase d’altération hydrothermale indiquent des températures de fluide de 300 à 400°C, suggérant un temps de refroidissement nécessairement long. Les minéraux magnétiques (magnétite) formés pendant l’activité hydrothermale ont également enregistré les variations du champ géomagnétique lors de leur cristallisation. Ces variations indiquent que l’activité hydrothermale a recouvert au moins une inversion du champ magnétique. Combiné à l’âge absolu de l’impact, obtenu par des méthodes radiométriques, cet enregistrement magnétique indique que le système hydrothermal était toujours actif, avec des températures potentiellement supérieures à 250°C, au moins 150 000 ans après l’impact. Une approche combinant minéralogie, géochimique et modélisation numérique indique que l’activité hydrothermale pourrait avoir finalement persisté pendant plus de deux millions d’années.

Ce système hydrothermal pourrait avoir fourni des conditions idéales pour la vie microbienne. L’existence de ces potentiels habitats terrestres profonds indique que la vie sur Terre aurait pu apparaître dans ce type de niche environnementale. De tels systèmes hydrothermaux ont dû en effet exister par milliers pendant la période de bombardement intense que la Terre a connu il y a 3,8 milliards d’années, fournissant des environnements favorables au développement des organismes thermophiles et hyperthermophiles.

Coupe en trois dimensions du système hydrothermal du cratère de Chicxulub et de ses cheminées hydrothermales © Victor O. Leshyk for the Lunar and Planetary Institute

En savoir plus

Probing the hydrothermal system of the Chicxulub impact crater – Science Advances Vol. 6, no. 22, eaaz3053

David A. Kring, Sonia M. Tikoo, Martin Schmieder et. al.

https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaaz3053

Contact

Jérôme Gattacceca CEREGE gattacceca@cerege.fr

Faible impact des glaciations quaternaires sur l'érosion de l'Himalaya

02 juin 2020 La majestueuse pyramide du Machapuchare (Fish Tail) dominant du haut de ses 7000 m les collines boisées du bas Himalaya au Népal © Jérôme Lavé

Au fil des cycles climatiques et glaciaires du Quaternaire (de -2,6 millions d’années à aujourd’hui), les glaciers de l’Himalaya ont subi de nombreuses phases d’avancée et de retrait, tandis que ses rivières ont vu leur débit également fluctuer. Les glaciers ont été en moyenne beaucoup plus étendus durant le Quaternaire que lors des périodes précédentes. On suspecte que ces variations ont modifié l’intensité de l’érosion de la chaîne de montagne mais les indices permettant de le vérifier sont rares.

En 2015, l’Expédition 354 du programme de forage sous-marin IODP dans la baie du Bengale (Océan Indien) a récolté, jusqu'à 1200 m sous le fond de l'océan, les sédiments produits par l’érosion de la chaîne himalayenne au cours du temps. Ces archives ont été datées, puis elles ont été analysées par une équipe de chercheurs du CRPG et du CEREGE qui a mesuré la concentration en béryllium 10 (10Be) accumulé dans les cristaux de quartz constitutifs des sédiments. Cette accumulation dépend directement du taux d’érosion des roches à l’origine de ces sédiments : plus les roches s'érodent vite, plus leur concentration en 10Be est faible. Après une série de traitements physico-chimiques pour isoler les cristaux de quartz puis en extraire l'élément béryllium produit en leur sein, leur concentration en 10Be a été mesurée à l'aide d'un instrument unique en France dédié à la mesure des nucléides cosmogéniques en très faibles concentrations : le spectromètre de masse par accélération (AMS), instrument national ASTER situé au CEREGE.

De façon inattendue, les taux d'érosion obtenus sur la période étudiée des 6 derniers millions d’années sont en moyenne très proches des taux d'érosion actuels en Himalaya, autour de 1 mm/an, et ne présentent aucune tendance à la hausse ou à la baisse à la transition du Quaternaire. Ces résultats suggèrent que l’érosion de l'Himalaya est gouvernée en premier lieu par les mouvements tectoniques, ce qui limiterait l'impact des changements climatiques sur la formation des paysages himalayens.

En savoir plus

Steady erosion rates in the Himalayas through late Cenozoic climatic changes – Nature geoscience, Volume 13, Issue 6

Sebastien J. P. Lenard, Jérôme Lavé, Christian France-Lanord, Georges Aumaître, Didier L. Bourlès, Karim Keddadouche

https://doi.org/10.1038/s41561-020-0585-2

Contact

Sébastien Lenard CRPG sebastien.lenard@gmail.com

Christian France-Lanord CRPG cfl@crpg.cnrs-nancy.fr

Didier Bourlès CEREGE bourles@cerege.fr

Le lac Tchad ne s’assèche pas

Mardi 31 mars 2020 - Une récente étude coordonnée par Florence Sylvestre de l’IRD, montre que le lac Tchad ne s’assèche pas. Au contraire, depuis 13 ans, son stock d’eau total augmente. Un constat encourageant dans cette zone où la préservation du lac est un enjeu environnemental, économique, politique et sécuritaire.

« Certes, dans les années 1970 et 1980, le lac Tchad a perdu 90 % de sa surface, mais nous venons de démontrer qu’il ne s’assèche plus depuis 20 ans, expose Florence Sylvestre, paléoclimatologue à l’IRD et déléguée aux relations internationales du Centre européen de recherches et d’enseignement en géosciences de l’environnement (CEREGE) à Aix-en-Provence. Ces résultats sont importants car l’évolution du lac est au cœur de politiques de développement de cette région du Sahel, très fragilisée par le conflit avec Boko Haram ». De fait, ces travaux ont été demandés par le think tank (un groupe de réflexion) berlinois Adelphi qui analyse comment le climat explique en partie les conflits qui sévissent dans certaines régions.

Suivre en continu

​​​​« Jusque-là les études de l’évolution du lac incitaient au pessimisme, mais elles étaient en partie biaisées. En effet, les divers conflits limitent les mesures sur le terrain. Et les images satellites disponibles sont trompeuses car le lac y apparaît plus moins étendu selon qu’elles ont été prises en période sèche ou humide. D’où la nécessité d’une évaluation précise du stock d’eau terrestre du lac sur le temps le plus long possible et en continu, relate Florence Sylvestre qui coordonne ce projet 1. C’est pourquoi, j’ai fait appel  à Fabrice Papa, chercheur IRD, Jean-François Crétaux du CNES et Frédéric Frappart de l’Observatoire Midi-Pyrénées ». Tous trois sont spécialistes de l’étude du cycle de l’eau et du climat grâce aux observations spatiales au Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS) de Toulouse. « Nous avons en outre été aidés par Binh Pham-Duc, un jeune chercheur formé à l’observatoire de Paris en hydrologie spatiale », complète la paléoclimatologue.

Observer, mesurer, modéliser

Par stock d’eau terrestre, on entend les eaux de surface, auxquelles s’ajoutent l’humidité des sols et les eaux souterraines. « Pour établir la variations de chacune, nous avons utilisé les données enregistrées, entre 2001 et 2018, par divers instruments de mesure embarqués dans des satellites, relate Fabrice Papa. Nous avons ainsi déterminé la surface des eaux libres et leur profondeur ce qui nous a donné leur volume. Grâce à des modèles numériques, nous avons estimé l’humidité des sols. Enfin, les mesures satellites de la mission GRACE 2 [pour Gravity Recovery and Climate Experiment] nous ont donné la totalité du stock d’eau du lac. À partir de ces trois paramètres, nous avons en avons déduit la part des eaux souterraines. »

Ainsi, entre 2001 et 2018, la surface du bassin Nord du lac a diminué légèrement, alors qu’au Sud, elle est restée stable, et a même connu une légère hausse. « Plus précisément, même si le lac se recharge de manière inégale d’une année sur l’autre selon les conditions climatiques, depuis 20 ans, la cuvette nord n’a plus connu d’assèchement total, y compris les années où la pluviométrie a été faible », indique Florence Sylvestre. Bilan : malgré la diminution du bassin Nord, depuis 13 ans, la totalité des eaux de surface du lac augmente. « Autre élément important, 70 % de l’eau du lac est stockée dans son aquifère [sa nappe phréatique, ndlr.] qui est en constante augmentation, complète la chercheuse. Il est donc envisageable, les années où la sécheresse est trop intense, de pomper dans ces eaux souterraines pour répondre aux besoins des populations ». 

Maintenir la surveillance

Ces résultats sont très encourageants quant au devenir du lac dans les conditions climatiques actuelles. Cependant, « c’est un système hydrologique très complexe avec de nombreux archipels, et qui dépend notamment du débit des rivières qui l’alimentent. C’est pourquoi nous allons le surveiller grâce à la mission SWOT 3 (Surface Water Ocean Topography), explique Jean-François Crétaux. Cette mission va mesurer finement le niveau des océans, des lacs et des cours d’eau dont la largeur est égale ou supérieure à 100 mètres. Concernant le lac Tchad, d’une part, les mesures faites sur le terrain, notamment par l’IRD, serviront à calibrer l’altimètre. D’autre part, grâce au suivi des rivières alentours, nous pourrons établir comment le lac se remplit dans le temps ». Toutefois, SWOT ne sera lancée qu’en 2022, ces connaissances ne seront donc pas disponibles rapidement. Mais, d’ores et déjà, « nos résultats devraient aider les politiques à mieux gérer cette incroyable oasis d’eau douce au milieu du Sahel », espère Florence Sylvestre.

 

1. Projet soutenu par le Programme des Nations unies pour le développement (PNUD), ainsi que les ministères des affaires étrangères allemandes et néerlandaises.

2. GRACE : Mission spatiale de la NASA et de l'agence spatiale allemande

3. SWOT : Mission spatiale du CNES, de la NASA, de l’agence spatiale canadienne et de l’agence spatiale britannique

Contact :

Jean-François Crétaux et Fabrice Papa du LEGOS

​​​​​​Florence Sylvestre, CEREGE

Article : L'hydrologie du lac Tchad dans le contexte du changement climatique actuel

B. Pham-Duc, F. Sylvestre, F. Papa, F. Frappart, C. Bouchez, J. F. Crétaux, The Lake Chad hydrology under current climate change, Nature Scientific Reports, 26 mars 2020 

Retrouver ce communiquer de presse sur le site de l'IRD : https://lemag.ird.fr/fr/le-lac-tchad-ne-sasseche-pas

Première mission au nord du Pérou pour le projet ANR MARACAS

8 octobre 2019 Crédits photos : Nicolas Espurt / Cerege

La première mission de terrain du projet ARN  MARACAS (MARine terraces along the northern Andean Coast as a proxy for seismic hazard ASsessmentse) a eu lieu cet été au Nord du Pérou.

Ce projet, coordonné par Marianne Saillard (Université Côte d'Azur, CNRS, OCA, IRD,Géoazur), a pour objectif d'appréhender l'aléa sismique en utilisant comme proxy les terrasses marines.

La zone côtière des Andes du Nord est caractérisée par deux régimes tectoniques, la zone de subduction dont le comportement sismo-tectonique est très variable le long de l’interface de subduction et la faille crustale qui délimite le bloc nord-andin et entraîne l’ouverture du Golfe de Guayaquil. De part et d’autre du Golfe, la zone avant-arc est en grande partie sous-marine mais présente d’excellentes conditions d’affleurement à Terre des structures géologiques. Cette zone est riche en ressources fossiles et soumise aux risques telluriques (subduction) et climatiques.

En Juillet 2019, les partenaires du projet MARACAS sont partis en mission de terrain dans le bassin de Talara et sur la bordure ouest du massif Amotape au Nord Pérou, et le long de la côte du sud de l’Equateur. Cette mission est l'une des deux missions pluridisplinaires déployées à l'IRD dans cette région cet été, afin d'étudier l’histoire géodynamique de la structure actuelle des roches en intégrant la thermicité et les déformations passées et récentes (mouvements horizontaux et verticaux) dans le but de modéliser l’évolution tectonique spatio-temporelle de la subduction de ce segment des Andes du Nord.

Le  programme ANR JCJC MARACAS porté par Marianne Saillard (IRD-Geoazur, Nice ; ANR-18-CE31-0022) est lié au LMI SVAN (Laboratoire Mixte International " Séismes et Volcans dans les Andes du Nord "). Il vise à mieux comprendre la segmentation sismo-tectonique de la zone de subduction, à déterminer s’il existe des variations dans la déformation Quaternaire de part et d’autre du Golfe de Guayaquil et à mieux en comprendre l'origine.

La mission a regroupé  2 chercheurs de Géoazur, Marianne Saillard et Guillaume Duclaux, et 3 chercheurs Régis Braucher, CNRS-CEREGE ; Nicolas Espurt, AMU-CEREGE et Laurence Audin, IRD-ISTerre ; avec pour objectif d’identifier et d’échantillonner pour des datations cosmogéniques, différents marqueurs morpho-tectoniques du soulèvement côtier au cours du Quaternaire, en particulier les tablazos (terrasses marines de grande étendue avec dépôts de coquilles) préservés dans cette zone, ainsi que les terrasses alluviales, parfois perchés à plus de 300 m au-dessus du niveau marin actuel.

Le projet ANR MARACAS a été présenté au 8th International Symposium on Andean Geodynamics (ISAG) qui s'est déroulé du 24 au 26 septembre 2019 à Quito (Equateur)

Contact projet ANR MARACAS
Marianne SAILLARD
CR IRD - Géoazur
saillard@geoazur.unice.fr
Tel: +33 (0)4.83.61.85.39

Contact communication Géoazur :
Corinne Nicolas-Cabane
nicolasc@geoazur.unice.fr
Tél : +33 (0)4 83 61 86 88

Artcle source IRD paru le 1er juillet 2019 : "Missions pluridisplinaires dans le bassin de Talara : modéliser l’évolution tectonique spatio-temporelle de la subduction de ce segment des Andes du Nord"

Lutter contre le changement climatique : un investissement payant

20 septembre 2019 Investir pour limiter le réchauffement climatique à 1,5°C à l’horizon 2050 coûterait quatre à cinq fois moins que les sommes à engager pour réparer les dommages causés aux Hommes, aux écosystèmes et aux infrastructures par une augmentation de la température à 2°C. C’est ce que révèle une étude internationale publiée le 20 septembre 2019 dans la revue Science, qui associe des chercheurs de l’IRD et du CNRS. Les auteurs alertent ainsi les décideurs sur l’urgence d’accélérer leurs efforts pour limiter les émissions de gaz à effet de serre.

La communauté scientifique documente régulièrement les impacts du réchauffement climatique sur l’environnement, sur la biodiversité et le bien-être des populations dans le monde. En mai 2019, la Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques (Ipbes) annonçait qu’environ 1 million d'espèces animales et végétales sont aujourd'hui menacées d'extinction, notamment au cours des prochaines décennies. Le changement climatique figure parmi les causes de ces atteintes sans précédent, même s’il n’est pas le seul facteur.  

Dans cette étude, une équipe internationale – Australie, Allemagne, France, Jamaïque, Italie, Angleterre, Argentine, Japon, Indonésie, Afrique du Sud, Etats-Unis, Chine, Les Bahamas – a analysé la base de données du rapport spécial du GIEC sur le 1,5°C, paru en octobre 2018. Les chercheurs ont comparé les dommages provoqués par un réchauffement climatique global à 1,5°C à l’horizon 2050 - par rapport à l’ère préindustrielle - à ceux causés par une augmentation des températures à 2°C. Ils ont également évalué le montant des investissements que les Etats devraient engager, toujours d’ici 2050, afin de limiter le réchauffement à 1,5°C, et celui nécessaire pour réparer les dégradations attendues dans le scénario à +2°C.

Une stratégie « gagnant-gagnant »

Les résultats de cette étude, publiés dans Science, confirment que limiter l'augmentation à 1,5°C au-dessus des températures mondiales préindustrielles présente des avantages considérables. Le gain serait particulièrement important pour les forêts, la biodiversité, la sécurité alimentaire, la santé, les écosystèmes arctiques et les récifs coralliens.

Selon les chercheurs, réduire l’amplitude du changement climatique constitue également un bon investissement. « Au cours des prochaines décennies, agir pour limiter le réchauffement des températures mondiales ne coûtera probablement que le quart du coût des dommages que le changement climatique pourrait infliger aux personnes, aux écosystèmes et aux infrastructures. Cela représente un retour sur investissement d'au moins 4 pour 1 », précise Ove Hoegh-Guldberg, professeur à l'Université du Queensland (Australie) et premier auteur de l’étude.

Plaidoyer pour réduire émissions de gaz à effet de serre

« La Méditerranée, comme beaucoup de zones arides, est particulièrement vulnérable aux sécheresses et aux vagues de chaleur de plus en plus nombreuses », rappelle Joël Guiot, Directeur de recherche au CNRS et co-auteur de l’étude.

« Leurs effets sont amplifiés par les activités humaines, comme l’agriculture, la surexploitation de la mer, l’urbanisation galopante, l’industrie et le tourisme, ce qui constitue un véritable cercle vicieux pour les populations ».

Les auteurs de l’étude appellent ainsi les décideurs à accélérer leurs efforts pour limiter le réchauffement climatique, soulignant l’insuffisance des engagements actuels en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre.  

« Les pays d'Afrique de l'Ouest connaissent déjà des extrêmes climatiques de plus en plus intenses, susceptibles de menacer la sécurité alimentaire et d'augmenter les risques d'inondations dans les principales villes du Sahel central », souligne Arona Diedhiou, climatologue et physicien de l’atmosphère à l’IRD, co-auteur de l’étude.

« L'érosion côtière due à l'élévation du niveau de la mer est un véritable défi pour les principales villes de la région situées le long de la côte. Une transition profonde, tant à l'échelle locale que mondiale, vers des trajectoires de développement à faibles émissions de carbone est nécessaire et sera bénéfique pour les économies des pays et pour le bien-être des populations africaines ».

Contacts : 

Arona Diedhiou, Directeur de recherche à l’IRD, Institut des Géosciences de l’environnement (IGE – IRD/CNRS/Grenoble INP/Université Grenoble Alpes) ; Co-directeur du Laboratoire Mixte International NEXUS sur les interrelations climat-eau-agriculture-énergie et services climatiques en Afrique de l’Ouest.

Joël Guiot, Directeur de recherche au CNRS, Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (CEREGE – AMU/CNRS/IRD/INRA/Collège de France) ; coordinateur du laboratoire d’excellence OT-Med sur les études interdisciplinaires liées aux changements globaux en région Méditerranéenne

Référence : Hoegh-Guldberg, O., D. Jacob, M. Taylor, T. Guillén Bolaños, M. Bindi, S. Brown, I. A. Camilloni, A. Diedhiou, R. Djalante, K. Ebi, F. Engelbrecht, J. Guiot, Y. Hijioka, S. Mehrotra, C. W. Hope, A. J. Payne, H-O Pörtner, S. I. Seneviratne, A. Thomas, R. Warren, G. Zhou. The human imperative of stabilizing global climate change at 1.5°C, Science, 19 septembre 2019.

A retrouver sur le site de l'IRD.

 

Le paradis perdu de l’ancêtre de Lucy

Mis à jour le 10.09.2019 Les travaux des micropaléontologues de l’UMR Cerege permettent de décrire l’habitat d’Australopithecus anamensis, l’ancêtre de notre ancêtre Lucy, dont un crâne en bon état vient d’être découvert et daté en Éthiopie.

L’histoire de l’humanité n’est pas avare en rebondissements ! Ainsi, la découverte d’un crâne fossile, et sa récente datation, bousculent l’hypothèse antérieure d’une succession linéaire entre deux ancêtres humains : Lucy et son prédécesseur Australopithecus anamensis. Mais en plus, les recherches menées par les experts du Cerege permettent de mieux connaître l’hominidé découvert récemment, en décrivant précisément l’environnement dans lequel il vivait il y a 3,8 millions d’années. « Les fossiles végétaux et aquatiques piégés dans les sédiments décrivent à cette époque un paysage différent de l’actuel, dans cette région de l’Afar en Éthiopie », explique la paléoclimatologue Florence Sylvestre, qui a contribué à cette reconstitution

Une succession progressive

La découverte de ce crâne d’A. anamensis remonte à 2016. Mais c’est seulement ces jours-ci, à l’heure où les travaux des spécialistes ont permis de le dater assez précisément, que les équipes internationales impliquées en font mention publiquement (1-2). Son âge - 3,8 millions d’années - a été établi par l’analyse des minéraux présents dans les couches de roches volcaniques qui se sont déposées dans la zone de fouilles. Ce résultat suggère que l’espèce, contrairement à ce que l’on pensait jusqu’ici, a coexisté durant 100 000 ans avec celle de notre ancêtre Lucy – Australopithecus afarensis - qui a pris ensuite le relais : il s’agit donc d’une succession progressive plutôt que d’un brutal grand remplacement.

L’analyse géologique, géochimique et micropaléontologique ?des sédiments dans lesquels a été découvert le crâne d’A. anamensis indique la présence à son époque d’un lac salé alimenté par une rivière venue des hauts plateaux et d’un delta. Et bien que cet environnement ait été bouleversé depuis par l’activité tectonique très intense dans cette région de la vallée du Rift éthiopien, l’étude paléobotanique permet de reconstituer le paysage d’alors.

Et au milieu coule une rivière

« Par chance, les pollens et les phytolithes (3) étaient exceptionnellement bien conservés dans les sédiments qui entouraient le crâne, ce qui est rarement le cas dans cette région, même dans un contexte lacustre », explique la palynologue Doris Barboni.  Leur étude fournit de précieuses informations sur les ressources naturelles et l’hydrologie d’alors.  Elle révèle la présence d'espèces épineuses, du genre Acacia et Boscia notamment, qui existent toujours dans la région. Mais la quantité de pollen indique que ces arbres et arbustes étaient alors bien plus abondants, constituant une savane arbustive en lieu et place de la steppe désertique d'aujourd'hui. Les pollens d'autres espèces des genres Combretum ou Trilepisium, indiquent la présence de forêts galeries? au bord de l’eau. Cela signifie donc que la rivière coulait en permanence, et non très épisodiquement à la saison des pluies, comme les oueds d’aujourd’hui…

Fruits et feuillages toute l’année

« C’est une découverte importante pour comprendre l’écologie de cet australopithèque, estime Doris Barboni. Dans une région déjà aride à l’époque, ce site constituait un écosystème favorable pour ces hominidés arboricoles sensibles aux privations. Ils y trouvaient un habitat stable, avec des fruits et des feuillages disponibles toute l’année. » Australopithecus afarensis – Lucy – qui se développe ensuite était pour sa part plus adapté à une végétation saisonnière, avec des ressources végétales de moins en moins permanentes dans l’année, correspondant à la raréfaction de cet habitat prolixe. La disparition totale des zones boisées sur les berges de rivières il y a trois millions d'années, tandis que l’aridité progresse encore, entraine finalement l'extinction des Australopithèques dans la région.

Sur la base de ces résultats, des recherches se poursuivent pour explorer le lien entre changement environnemental et climatique à l’échelle régionale, et évolution des espèces d’hominidés. « D’autres travaux tenteront également d’éclaircir la présence de diatomées marines fossiles dans les sédiments du site de la découverte d’Australopithecus anamensis, lequel est pourtant bien éloigné des côtes océaniques », conclut Florence Sylvestre, spécialiste de ces algues microscopiques.

Notes :
1. Beverly Z. Saylor, Luis Gibert, Alan  Deino, Mulugeta Alene,  Naomi E. Levin, Stephanie M. Melillo, Mark D. Peaple, Sarah J. Feakins, Benjamin Bourel, Doris Barboni, Alice Novello, Florence Sylvestre, Stanley A. Mertzman, Yohannes Haile-Selassie. Age and context of mid-Pliocene hominin cranium from Woranso-Mille, Ethiopia, SMASH Nature, 28 août 2019

2. Yohannes Haile-Selassie, Stephanie M. Melillo, Antonino Vazzana, Stefano Benazzi, Timothy M.Ryan. A 3.8-million-year-old hominin cranium from Woranso-Mille, Ethiopia SMASH, Nature, 28 août 2019

3. Concrétions de silice présentes dans les plantes

Contacts : Doris Barboni et Florence Sylvestre / UMR CEREGE

A lire dans IRD Le Mag.

Le désert d'Atacama abrite la plus ancienne collection de météorites au monde

04 juillet 2019

La mesures des âges de chute de météorites collectées dans la dépression centrale du désert d'Atacama (Chili) révèle qu’avec un âge moyen de 700 000 ans, cette collection de météorites est de loin la plus ancienne sur Terre. Certaines de ces météorites sont au sol depuis plus de 2 millions d’années, soulignant l’extrême stabilité de ce désert ! Bien plus ancienne que les collections issues d'autres déserts chauds et même d'Antarctique, la collection de météorites d'Atacama offre l’opportunité unique de sonder la variabilité du flux de météorites sur les deux derniers millions d'années.

Au cœur du Chili, l'Atacama est le plus vieux désert sur Terre, avec des âges de surface dépassant par endroit les 20 Ma. Par ailleurs des expéditions successives organisées par le CEREGE ces dernières années ont montré qu'il abritait les plus grandes densités de météorites au sol, jusqu’à 200 météorites par km2. Coïncidence ou corrélation ? Pour le déterminer, une équipe du CEREGE et du LAM a mesuré les âges terrestres (âges de chute sur Terre) d’un échantillon aléatoire de 54 météorites (chondrites) de la région El Médano parmi les 400 retrouvées à ce jour.

La détermination des âges repose sur la mesure de la concentration des grains de métal des météorites en 36Cl, un isotope cosmogénique radioactif qui est produit jusqu'à saturation dans le météoroïde précurseur de la météorite par exposition aux rayons cosmiques pendant le transfert de plusieurs millions d’années depuis la ceinture d’astéroïde jusqu’à la Terre. Une fois sur Terre, l'atmosphère protège la météorite de ces rayonnements énergétiques et la production de 36Cl devient infime. Le capital en 36Cl de la météorite s'évanouit alors progressivement par désintégration radioactive.  La détermination de l'abondance en 36Cl permet ainsi d'estimer avec une précision de l'ordre de la 50 ka  d'années l’âge de la chute sur Terre de la météorite. Pour obtenir l'abondance en 36Cl, il a fallu au préalable séparer la fraction métallique des autres minéraux des échantillons puis en extraire le 36Cl par précipitation du chlorure d'argent. Finalement, les mesures d'abondance en 36Cl  ont été obtenues avec le spectromètre de masse par accélération ASTER.

Distribution cumulative normalisée des âges terrestres des météorites d'Atacama (bleu, cette étude) et meilleure approximation exponentielle (rouge). Les résultats sont mis en comparaison avec la distribution obtenue dans les autres déserts chauds de la planète (ocre) et celle d'Antarctique (bleue). Le panneau de droite est un agrandissement sur les âges entre 0 et 65 milliers d'années. Le domaine coloré représente l'incertitude maximale sur les âges, estimée à 90 milliers d'années.

La distribution des âges obtenus montre sans équivoques que les météorites chiliennes constituent de loin la plus ancienne collection de météorites sur Terre. L’âge terrestre moyen y est de 710 ka, comparé à 12 ka pour les autres déserts chauds et 99 ka en Antarctique. Par ailleurs, les plus anciennes chondrites d'Atacama qui ont été retrouvées sont arrivées sur Terre il y a plus de 2.5 millions d'années !  Ces résultats concordent bien avec l'ancienneté et l’hyperaridité de ce désert et expliquent la forte densité de météorites retrouvée dans la région. Sur la base de ces mesures, l'équipe a également pu estimé que tombaient en moyenne 222 météorites de plus de 10 grammes par km2 chaque million d'années sur Terre, affinant de précédentes estimations.

En outre, l'existence d'une collection si ancienne offre une opportunité unique de sonder la variabilité temporelle du flux de météorites sur des échelles de temps assez longues pour être pertinentes au vu de la durée classique des transferts des météorites depuis la ceinture d’astéroïdes vers la Terre. A partir de leur échantillonnage, les auteurs ont observé en particulier une variabilité significative dans la composition du flux de météorites avec des variations significatives  des abondances relatives des deux plus gros contributeurs (les chondrites ordinaires des groupes L et H) sur le dernier million d’années. Ce dernier résultat, même s’il demande confirmation sur une collection de météorites indépendante, montre que le désert d'Atacama offre la possibilité unique d'apporter de nouvelles contraintes sur l'histoire collisionnelle des corps parents des météorites et des mécanismes de transferts des météoroïdes vers la Terre.

Référence

A. Drouard, J. Gattacceca,  A. Hutzler, P. Rochette, R. Braucher, D. Bourlès, ASTER team, M. Gounelle, A. Morbidelli, V. Debaille, M. VanGinneken, M. Valenzuela, Y. Quesnel, R. Martinez. The meteorite flux of the last 2 Myr recorded in the Atacama Desert. Geology (2019). do: 10.1130/G45831.1

Contact Cerege 

Jérôme Gattacceca

gattacceca@cerege.fr

Contact LAM

Alexis Drouard

alexis.drouard@lam.fr

Lire le communiqué sur le site de l'INSU

Des arbres pour mieux cerner la pollution atmosphérique

Prélèvement des carottes d’arbres avec une tarrière de Pressler © M. Serra 04 mars 2019

Pour évaluer les variations spatiales et temporelles de l’exposition atmosphérique en métaux de l’une des zones les plus industrialisées d’Europe, la Zone Industrialo-Portuaire de Fos, des chercheurs1 ont étudié la teneur en éléments chimiques dans les cernes des arbres, polluants compris. Cette analyse a permis de mettre en évidence les variations historiques de la pollution atmosphérique impactée par l’industrialisation croissante du territoire. Ces résultats ont été publiés dans Chemosphere.

Les arbres sont des témoins privilégiés de l'histoire environnementale d'un milieu. La croissance en diamètre des arbres a lieu par formation chaque année d’un anneau concentrique supplémentaire, un cerne, anatomiquement distinct des précédents. Pour un arbre vivant, les années de formation des cernes sont alors inventoriées depuis l’écorce. Les cernes constituent un tissu conducteur permettant le transport des nutriments des racines vers les feuilles. Ses cellules séquestrent des éléments chimiques par deux voies d’absorption, foliaire et racinaire. Une étude dendrochimique consiste donc à réaliser des carottages dans des troncs, à déterminer l’année de formation des cernes et à identifier les anomalies de composition chimique du bois.
Des chercheurs de l’Institut Ecocitoyen pour la Connaissance des Pollutions, organisme de recherches appliquées aux problématiques environnementales et sanitaires du pourtour du Golfe de Fos et de l’Etang de Berre, du Laboratoire Chrono-environnement de l’Université de Franche-Comté spécialiste des méthodes dendrochimiques et du CEREGE, centre européen de recherche de l’Université d’AixMarseille en charge de la partie analytique ont mené une étude dendrochimique dans l’une des zones les plus industrialisées d’Europe, la Zone Industrialo-Portuaire (ZIP) de Fos (Bouches-du-Rhône, France) avec pour objectif d’évaluer l’exposition atmosphérique aux polluants métalliques et ses variations temporelles. Les résultats de ces travaux, publiés dans la revue Chemosphere, ont mis en évidence l’exposition du territoire de Fos-sur-Mer à de nombreux polluants métalliques et particulièrement les principaux métaux et métalloïdes émis par les industries du secteur (aluminium, arsenic, cadmium, cobalt, cuivre, molybdène, zinc).
Par ailleurs, la variabilité temporelle des concentrations métalliques a permis de définir les grandes tendances de l’exposition atmosphérique de cette région consécutive à l’installation de la ZIP de Fos. En effet, entre 1970 et 1990, période au cours de laquelle le territoire a accueilli de nombreuses industries, l’exposition était principalement marquée par le zinc, le cadmium et le mercure. A partir des années 2000 et de la mise en place de mesures pour un meilleur contrôle des émissions atmosphériques, les teneurs en ces éléments diminuent mais d’autres comme l’arsenic, le chrome, le nickel, le vanadium, l’aluminium ou le fer, principalement émis par la métallurgie et la sidérurgie très représentées sur la zone, ont augmenté au cours des dix dernières années. Ainsi, cette étude a permis de fournir des informations sur l’évolution des émissions industrielles, routières et même urbaines de ce territoire qui abrite l’un des plus grands ports industriels de France et d’Europe du Sud. Elle a, de plus, mis en lumière la pertinence des méthodes dendrochimiques pour évaluer l’exposition à la pollution atmosphérique dans le temps.

Référence
Evaluation of historical atmospheric pollution in an industrial area by dendrochemical approaches. A. Austruy, L. Yung, J.P. Ambrosi, O. Girardclos, C. Keller, B. Angeletti, J. Dron, P. Chamaret, M. Chalot. Chemosphere.

Contact Cerege 

Catherine KELLER

CEREGE (Aix Marseille Univ, CNRS, IRD, INRA, Coll France) 

keller@cerege.fr

Contact

Annabelle Austruy

Institut Ecocitoyen pour la Connaissance des Pollutions

06 99 13 00 50

annabelle.austruy@institut-ecocitoyen.fr

Michel CHALOT

Laboratoire Chrono-Environnement (CNRS-Université Bourgogne Franche Comté)

michel.chalot@univ-fcomte.fr

Lire le communiqué sur le site du CNRS

Mystère du plateau tibétain : une altitude de moins de 3 000 mètres, il y a 40 millions d’années

@CEA 04 Mars 2019 Les hauts plateaux tibétains se seraient formés plus tardivement que ce qui était admis jusqu’à présent. C’est la conclusion d’une étude, publiée dans Science le 1er mars 2019, s’appuyant sur des simulations du climat, combinées à des mesures isotopiques de l’oxygène dans des carbonates, menée par des chercheurs du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (CEA/CNRS/UVSQ), en collaboration avec le Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/ENS Paris/Ecole polytechnique/Sorbonne université), le CEREGE (CNRS/Inra/Aix-Marseille Université/Collège de France/IRD), et les universités de Washington et Stanford.

Le plateau tibétain est un vaste ensemble de hauts plateaux, situé au nord de l’Himalaya, principalement en Chine. Il a été créé à la suite de la collision des plaques indienne et eurasienne au cours du Cénozoïque, il y a environ 50 millions d’années. D’une altitude dépassant souvent 5000 mètres, il constitue une des plus grandes structures topographiques de la Terre et il a d’importants effets sur le climat régional et global. Or la genèse du plateau tibétain, il y a 50 millions d’années, reste encore un sujet de débat.
 

Pour reconstituer les paléo-altitudes à diverses époques, les chercheurs utilisent habituellement la méthode de la paléo-altimétrie isotopique, c’est-à-dire la relation observée entre la teneur relative en oxygène 18 (c’est-à-dire l’isotope « lourd » minoritaire de l’oxygène, également appelé « 18O ») contenu dans l’eau des précipitations et l’altitude. Plus l’altitude est élevée, plus la vapeur d’eau est appauvrie en 18O parce que celui-ci se condense légèrement plus que l’isotope majoritaire (« 16O »). En mesurant la teneur relative en « 18O » dans des carbonates, les géochimistes recueillent donc des informations sur les précipitations contemporaines de la formation du minéral, et peuvent, moyennant des hypothèses sur la température de formation des carbonates, en déduire l’altitude de cette formation. La plupart de ces études conclut que le plateau a atteint une altitude très élevée dès l’Éocène, il y a environ 40 millions d’années.

Cependant, des changements dans la dynamique de l’atmosphère et dans le cycle de l’eau sont susceptibles de biaiser ces reconstructions. Pour éviter ces biais, les chercheurs de cette étude ont utilisé un modèle de circulation générale atmosphérique simulant explicitement le fractionnement isotopique dans l’eau pour évaluer l’influence des conditions paléo-géographiques et climatiques propres à l’Éocène sur la teneur relative en 18O des eaux de pluie. Ces simulations du climat, remontant les 42 dernières millions d’années, conduisent à un fractionnement isotopique très différent du modèle communément utilisé en paléo- altimétrie isotopique. La réévaluation des données issues des mesures isotopiques sur les carbonates à l’aune de ces nouvelles simulations suggère des altitudes faibles à modérées (inférieures à 3 000 mètres, contrairement aux 5 000 mètres avancés avec la méthode habituelle) pendant l’Éocène.

Bibliographie

Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene, Svetlana Botsyun, Pierre Sepulchre, Yannick Donnadieu, Camille Risi, Alexis Licht and Jeremy K. Caves Rugenstein. http://science.sciencemag.org/content/363/6430

Contact

Contact Cerege : 

Yannick Donnadieu
donnadieu@cerege.fr
+33-(0)4-42-97-15-38

Contact

Alexiane Agullo
Attachée de presse
+33 1 44 96 43 90
alexiane.agullo@cnrs.fr

Camille Decroix
Attachée de presse CEA
+33 1 64 50 20 11
camille.decroix@cea.fr

 

Voir en ligne : Site du CNRS

Les comètes bilobées s’érodent aussi aux confins du système solaire, révélant leur structure interne

Crédit : Matonti et al. 2019 ; Nature Geoscience Lundi, 18 février 2019

Les comètes sont des corps glacés formés au début de l’histoire du système solaire. Depuis restées éloignées du Soleil, elles conservent en elle la mémoire de ce système solaire primordial. Si les comètes peuvent s’éroder lors de passage au voisinage du Soleil, leur évolution géologique reste méconnue. Cependant, une équipe internationale de chercheurs [1] a mis en évidence un nouveau processus d’érosion, dû à la forme même de la comète. En étudiant la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, cible de la mission Rosetta, les chercheurs ont ainsi montré que les comètes dites de « forme bilobée » évoluent principalement par érosion mécanique due aux mouvements de cisaillement d’un lobe par rapport à l’autre. Cette découverte apporte de nouvelles perspectives sur les processus d’érosion des comètes et leur structure interne.

Le communiqué de presse à télécharger.

Sur le site de l'INSU - CNRS

Contacts

Christophe Matonti, CEREGE / Tel : +33 6 67 98 53 52
Olivier Groussin, LAM / Tel : +33 4 91 05 69 72

Bibliographie :

C. Matonti, N. Attree, O. Groussin, L. Jorda, S. Viseur, et al. Bilobate comets morphology and internal structure controlled by shear deformation, Nature Geoscience (2019) doi:10.1038/s41561-019-0307-9

Les plus petits squelettes du monde marin observés en 3D à la lumière synchrotron

© Thomas Beuvier, ESRF, IMMM, CNRS UMR 6283, Le Mans Université 15 février 2019

Les coccolithophores sont des algues marines microscopiques qui absorbent le dioxyde de carbone pour leur croissance et le libèrent lors de la création de leurs coquilles calcaires, sorte de mini-boucliers. Ces nanoplanctons très abondants dans les océans sont susceptibles d’être affectés par les émissions croissantes de dioxyde de carbone. Des scientifiques du CNRS, de Le Mans Université, de Sorbonne Université, d'Aix-Marseille Université  et de l'ESRF, le Synchrotron Européen, ont révélé la structure 3D des coquilles calcaires ou « coccolithes » de ces micro-organismes, au niveau nanométrique. Dans l’étude, publiée dans Nature Communications, les scientifiques mettent en évidence de nouvelles corrélations entre leur masse et la taille du noyau de la cellule sur lequel la nucléation et la croissance des coccolithes se produisent.

Le communiqué de presse à télécharger.

A lire aussi The smallest skeletons in the marine world observed in 3D by synchrotron techniques. sur le site du Synchroton européen - ESRF

Bibliographie

X-ray nanotomography of coccolithophores reveals that coccolith mass and segment number correlate with grid size. T.Beuvier, I.Probert, L.Beaufort, B.Suchéras-Marx, Y. Chushkin, F.Zontone and A.Gibaud. Nature Communications, le 14 février 2019. DOI : 10.1038/s41467-019-08635-x

 

Les badlands : une source majeure de sédiments et de carbone organique particulaire d'origine géologique dans les rivières

Vendredi, 25 mai 2018

À partir de plusieurs bases de données et de sédiments fluviatiles - matières en suspension et laisses de crue - provenant du bassin versant du Rhône, trois équipes de recherche issues de laboratoires(1) mixtes du CNRS, de l'IRSN et d’EdF ont démontré que les badlands, des formes remarquables car hautement érodées du relief, peuvent être considérés comme des hot-spots majeurs de libération de sédiments et de carbone organique fossile dans les rivières. Un exemple est ici donné pour les badlands qui se sont développés sur des roches sédimentaires marneuses distribuées dans le bassin versant de la Durance et alimentant significativement le Rhône et le golfe du Lion.

La détermination des flux de carbone transférés latéralement depuis les surfaces continentales aux océans via les rivières est indispensable pour mieux contraindre le cycle biogéochimique du carbone. Le carbone organique particulaire d’origine fossile (COPf), libéré par altération et érosion des roches sédimentaires présentes à l'affleurement au sein des surfaces continentales, contribue à hauteur de 20 à 25 % à la charge particulaire organique exportée depuis les surfaces continentales vers les océans mondiaux. Cependant des inconnus persistent notamment (i) la nature des roches sédimentaires à l'origine de ces décharges fossiles, (ii) leur teneur en carbone organique (Corg), (iii) leur distribution spatiale, et (iv) le devenir de ce Corg dans les océans. Parmi les candidats pouvant libérer une quantité notable de COPf dans les cours d'eau, nous nous sommes focalisés sur les roches sédimentaires formant des badlands, correspondant à des formes remarquables du relief (cliché) et présentant des taux d'érosion les plus importants observés sur les surfaces continentales. Pour tester cette hypothèse, notre attention s'est portée sur les badlands formés par des marnes jurassiques, et distribuées dans le bassin versant de la Durance, l'un des affluents du Rhône qui est lui même un des pourvoyeurs majeurs de matériel continental à la Méditerranée. Ces badlands recouvrent près de 1.0 % de la surface du bassin versant de la Durance et seulement 0.2% de celle du Rhône.

Contributions et valeurs de différents paramètres (surface, SPM, COP, COPf) de la Durance, des badlands au Rhône. A : surface, B : flux de MES, C : flux de COP, D : contribution pondérée du COPf au flux de COP

EdF, l'IRSN, le réseau MOOSE (observatoire SORA, IR ILICO), l'observatoire de Draix (SOERE RBV, IR OZCAR) et l'Observatoire des Sédiments du Rhône (Zone Atelier Bassin du Rhône, LTER-France) ont fourni des échantillons et des bases de données portant sur les débits, les concentrations (sédiment et COP) et des mesures d'activité 14C. Ceci a été complété par des mesures de l'activité 14C et de géochimie organique (pyrolyse Rock-Eval 6) effectuées sur des échantillons de sédiment en transit dans le cours du Rhône et de la Durance. La contribution en COPf, dont l'activité 14C est nulle, a été estimée par modélisation en estimant un âge moyen (100 à 1000 ans) du COP biosphérique (montrant une activité 14C), de la Durance et du Rhône. Nos principaux résultats se déclinent en 3 points :


Badlands marneux, localement appelés Terres Noires, au voisinage de l'observatoire de Draix (Alpes de Haute Provence). © Y. Copard EdF, l'IRSN, le réseau MOOSE (observatoire SORA, IR ILICO), l'observatoire de Draix (SOERE RBV, IR OZCAR) et l'Observatoire des Sédiments du Rhône (Zone Atelier Bassin du Rhône, LTER-France) ont fourni des échantillons et des bases de données portant sur les débits, les concentrations (sédiment et COP) et des mesures d'activité 14C. Ceci a été complété par des mesures de l'activité 14C et de géochimie organique (pyrolyse Rock-Eval 6) effectuées sur des échantillons de sédiment en transit dans le cours du Rhône et de la Durance. La contribution en COPf, dont l'activité 14C est nulle, a été estimée par modélisation en estimant un âge moyen (100 à 1000 ans) du COP biosphérique (montrant une activité 14C), de la Durance et du Rhône. Nos principaux résultats se déclinent en 3 points :

1- Pour la période 1990-2014, nous avons été amenés à réévaluer le flux sédimentaire annuel du Rhône et de la Durance à 6.4 +/- 4.3 Mt et 2.1 +/- 0.9 Mt puis à actualiser leur flux annuel de COP à 145 +/- 89 kt et 12 +/- 5 kt. Malgré leur très faible surface contributive, les badlands fournissent 15 % de la charge sédimentaire rhodanienne et 3 % du flux de COP.

2- Comme la contribution du flux journalier de COP au flux annuel de COP du Rhône n'est pas constante, nous avons calculé un coefficient de pondération restituant l'importance de ces flux journaliers (lors d'un prélèvement) au flux annuel correspondant. Associé à ces coefficients et en estimant des âges moyens du COP biosphérique, nous avons pu restituer la teneur en Corg fossile véhiculée par le Rhône (0.31 wt. %), la Durance (0.28 wt. %) ainsi que celles des badlands (0.53 wt. %). La contribution du COPf au COP a alors été estimée à 26% pour le Rhône, 49% pour la Durance et 93% pour les badlands. Ainsi, le flux annuel de COPf atteint de 38 +/- 15 kt (Rhône), 6 +/- 3 kt (Durance) et 4.5 +/- 1.5 kt (badlands).

3- Nous avons pu calculé que ces badlands contribuent à près de 75 % à la charge en COPf à l'exutoire de la Durance, tandis que, malgré leur insignifiante surface contributive (0.2 %), ils contribuent à hauteur de 12 % au COPf exportée vers le Golfe du Lion.


Compilation du rapport COPf/COP de différents cours d'eau rangés selon la taille de leur bassin versant, en rouge les données provenant du Rhône, de la Durance et des badlands duranciens. A l'échelle méditerranéenne, ces formations marneuses s'étendent au delà du bassin versant de la Durance, impliquant que les contributions avancées pour le Rhône devront être revues à la hausse. Enfin, la dilution du COP constatée pour le Rhône dans de nombreux travaux, et comparativement à d'autres fleuves mondiaux, a certainement pour origine ces badlands appauvris en Corg.

A une échelle globale, nous pensons que, même pour une très faible surface contributive, les badlands doivent être considérés comme des "hot-spots" continentaux responsable de la libération massive des sédiments et de COPf dans les fleuves et par conséquent marquant significativement l'empreinte géochimique des sédiments fluviatiles apportés par les surfaces continentales aux océans. La contribution du COPf du Rhône est équivalente à celle des petits fleuves côtier localisés sur les marges actives (e.g. Californie, Taiwan, Nouvelle-Zélande) et jusqu'à présent responsables de la majorité des décharges organiques fossiles. Sur la base de nos résultats, les grands fleuves sont aussi capables d'alimenter significativement en COPf les environnements marins. Enfin, ce carbone plus réfractaire que le COP biosphérique, échappe aux processus de dégradation dans la colonne d'eau et dans les sédiments et doit donc être préservé dans les sédiments marins. La prise en compte de cette composante fossile devrait modifier la vision que nous avons de la dynamique du carbone organique particulaire à l'interface continent / océan que ce soit dans la colonne d'eau mais aussi dans les sédiments.

Ce travail a été financé par le projet INSU-EC2CO (DEMON) et le LABEX DRIIHM de l'OHM Vallée du Rhône. Il se poursuit actuellement avec un projet INSU EC2CO-LEFE (APERHO).

Note(s): 

Le laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS), le Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / Université Aix-Marseille (AMU) / IRD / Collège de France), l'Institut méditerranéen d’océanographie (MIO/PYTHÉAS, CNRS / Université de Toulon / IRD / AMU)) et l'Institut des sciences de la Terre d'Orléans (ISTO/OSUC, CNRS / Université d’Orléans / BRGM)

Source(s): 

Badlands as a hot spot of petrogenic contribution to riverine particulate Organic Carbon to the Gulf of Lion (NW Mediterranean Sea), Copard Yoann, Eyrolle Frédérique, Radakovitch Olivier, Poirel Alain, Raimbault Patrick, Gairoard Stéphanie, Di-Giovanni Christian, Earth Surface Processes and Landforms, DOI:10.1002/esp.4409.

Contact(s):

Yoann Copard, M2C
yoann.copard@univ-rouen.fr, 02 35 14 00 19

De l'origine de la crise forestière en Afrique Centrale il y a 2 600 ans

Jeudi, 15 mars 2018 L'origine de la "crise forestière" qui a commencé il y a environ 3 000 ans et profondément affecté le couvert végétal de l'Afrique Centrale a longtemps été controversée.

Une équipe internationale 1. germano-franco-camerounaise regroupant paléoclimatologues, géochimistes et archéologues vient de remettre sur le devant de la scène l'hypothèse de la cause anthropique. Les résultats des analyses effectuées sur des sédiments lacustres en provenance du sud du Cameroun et leur combinaison à des données archéologiques régionales a en effet permis à cette équipe de mettre en évidence que, dans cette région, ces transformations de l'environnement forestier avaient commencé il y a 2 600 ans et n’étaient pas le fruit du changement climatique mais bien celui de la croissance démographique qu’a connue cette région à cette époque. 

Lac Barombi Mbo, au sud du Cameroun. © IRD - Université de Potsdam - Yannick Garcin

Les hommes modifient leur environnement naturel pour qu’il leur soit plus favorable, et cela depuis plusieurs millénaires, même dans les régions les plus reculées de la planète. Ces influences précoces sont bien documentées dans la forêt amazonienne. En revanche, l’impact anthropique en Afrique Centrale reste un sujet encore largement débattu, alors que des perturbations majeures s’y sont produites depuis plusieurs millénaires. 

Il y a plus de 20 ans, l’analyse des sédiments lacustres du Barombi Mbo au Sud Cameroun a révélé que les couches sédimentaires les plus anciennes contiennent principalement des pollens d’arbres reflétant un couvert forestier dense. A l’inverse, les sédiments les plus récents concentrent une proportion significative de pollens de savane : il y a environ 3 000 ans, la forêt primitive dense a ainsi rapidement laissé place à des savanes, modification qui a été suivie par un retour rapide à des forêts. Pendant longtemps, ce changement soudain, baptisé "crise forestière", a été attribué à un changement climatique lié à une diminution de la quantité des précipitations et une accentuation de la saisonnalité. Malgré quelques controverses, l’énigme de l’origine de la crise forestière semblait résolue.

Carottage des sédiments sur le lac Barombi Mbo en 2014. © IRD - Université de Potsdam - Yannick Garcin

Une équipe internationale composée de géochimistes, paléoclimatologues et archéologues suspectait que d’autres causes pouvaient expliquer cette transformation profonde des environnements forestiers. En menant une nouvelle campagne de carottage en 2014 sur le lac Barombi Mbo, ils ont reconstruit de manière indépendante la végétation et le climat de l'époque par l’analyse des isotopes stables des cires cuticulaires des plantes, fossiles moléculaires préservés dans les sédiments. L’équipe a confirmé un changement important de végétation pendant la crise forestière, mais elle a également démontré que celui-ci ne s’accompagnait d'aucun changement des précipitations. Elle précise également la chronologie de cet événement qui aurait débuté sur le bassin du Barombi Mbo il y a 2 600 ans pour s'achever tout aussi rapidement quelques 600 ans plus tard.
Ainsi si l’existence de la crise forestière est avérée, elle ne saurait s'expliquer par un changement climatique. En revanche, en étudiant plus de 460 sites archéologiques dans la région, des arguments qui laissent penser que les humains sont à l'origine de ces changements environnementaux peuvent être mis en avant. Les vestiges archéologiques de plus de 3 000 ans sont effectivement rares en Afrique Centrale. Autour de 2 600 ans, simultanément à la crise forestière, le nombre de sites archéologiques augmente significativement, suggérant une croissance rapide de la population (probablement liée à l’expansion des populations Bantu en Afrique Centrale). Cette période voit également, dans la région, l’apparition de la culture du millet, de l'exploitation des palmiers à huile et le développement de la métallurgie du fer.
La combinaison des données archéologiques régionales et des résultats sur les sédiments du lac démontre de manière convaincante que les humains ont fortement généré des impacts sur les forêts tropicales en Afrique Centrale il y a plusieurs milliers d’années et qu’ils ont laissé des empreintes anthropiques détectables dans les archives géologiques. La crise forestière a été probablement provoquée par la croissance des populations qui se sont installées dans la région et ont dû éclaircir la forêt pour pouvoir cultiver des terres devenues arables, selon un processus similaire à ce que nous observons actuellement dans de nombreuses régions d’Afrique, d’Amérique du Sud et d’Asie. 
Cette étude apporte un nouvel éclairage sur la " crise forestière" en Afrique Centrale. Elle souligne également la capacité des écosystèmes à se régénérer. Quand la pression anthropique a diminué il y a 2 000 ans, les environnements forestiers se sont reconstitués, mais pas nécessairement à l'identique. Ainsi, en Amazonie comme en Afrique, les études de terrain montrent que la présence de certaines espèces témoigne d'activités humaines anciennes.

Note(s): 

1. Les laboratoires français impliqués sont Le Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / AMU / IRD / Collège de France), le Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes, environnement (LGL-TPE/OSUL, CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard), le laboratoire Patrimoines locaux et gouvernance (PALOC, IRD / MNHN), le laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS), le laboratoire Hydrosciences Montpellier (HSM/OREME, CNRS / Université de Montpellier / IRD) et le Laboratoire de Chimie de l'Environnement (LCE, Université Aix-Marseille / CNRS).

Source(s): 

Yannick Garcin, Pierre Deschamps, Guillemette Ménot, Geoffroy de Saulieu, Enno Schefuß, David Sebag, Lydie M. Dupont, Richard Oslisly, Brian Brademann, Kevin G. Mbusnum, Jean-Michel Onana, Andrew A. Ako, Laura S. Epp, Rik Tjallingii, Manfred R. Strecker, Achim Brauer, and Dirk Sachse (2018). Early anthropogenic impact on Western Central African rainforests 2,600 y ago, PNAS, DOI:10.1073/pnas.1715336115.

Contact(s):

"Source : Actualités du CNRS-INSU" 

Suivre le niveau marin en Polynésie durant les six derniers millénaires

18 janvier 2018

Des chercheurs du CNRS et d’Aix-Marseille Université ont reconstitué les variations du niveau marin dans le Pacifique au cours des six derniers millénaires grâce à des datations à haute résolution de microatolls coralliens1. Leur objectif : mieux connaitre les niveaux marins passés, et notamment le rôle de la calotte polaire, pour mieux comprendre l’influence de l’Homme aujourd’hui. Ils ont montré qu’en Polynésie, le niveau de la mer s’est élevé pendant 6 000 ans jusqu’à atteindre un pic à plus de 90 centimètres il y a 4 000 ans, avant de refluer, il y a environ 1 000 ans, jusqu’à son niveau actuel. Ils ont également mis en évidence des périodes de stabilité, entrecoupées de périodes marquées par des changements climatiques plus abrupts, comme par exemple une instabilité de la calotte antarctique il y a 5 000 ans. Ces variations auraient été gouvernées par des mouvements de la croûte terrestre et des flux des eaux de fonte suite à la dernière déglaciation, dont la fin s’est avérée beaucoup plus tardive que prévu. Les chercheurs souhaitent désormais étudier des microatolls coralliens beaucoup plus jeunes, d’environ 200 ans, afin de mieux comprendre l’influence de l’Homme et d’affiner les modèles de prévision de la hausse du niveau des mers.

Microatolls en Polynésie

Microatolls en Polynésie © Nadine Hallmann et Gilbert Camoin, Cerege (CNRS/Inra/IRD/Collège de France/Aix-Marseille Université).

Ces travaux ont fait l’objet d’un article publié le 18 janvier 2018 dans Nature communications.

1. Ces microatolls sont des marqueurs extrêmement précis du niveau des mers et constituent à ce jour les archives les plus fiables des variations du niveau marin.

Contact(s):

Gilbert Camoin, Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CNRS/Inra/IRD/Collège de France/Aix-Marseille Université),  Tél. 04 42 97 15 14

"Source : Actualités du CNRS-INSU"

Changement climatique et maîtrise de l’eau en milieu aride : impacts politiques et sanitaires d’une gestion inadaptée

28 novembre 2017 Les changements climatiques bouleversent les conditions socio-écologiques qui garantissent la santé humaine, notamment chez les populations les plus vulnérables, et ceci selon des processus extrêmement divers1. A partir d’une étude menée dans l’ancienne cité biblique de Tel Dan au nord d’Israël publiée récemment dans Science Advance, des chercheurs du Laboratoire ECOLAB (CNRS/ Université Toulouse III), du Laboratoire Chrono-Environnement (CNRS/Université de Franche-Comté) et du CEREGE (CNRS/Université Aix-Marseille), en collaboration avec The Nelson Glueck School of Biblical Archaeology (Israel) viennent de démontrer le mécanisme complexe par lequel le site, devenu périodiquement insalubre malgré la stabilité de la ressource en eau, assurée depuis des millénaires par les sources du Jourdain, est alors abandonné par ses habitants. Pour les gouvernements et la communauté sanitaire internationale, ces expériences passées sont une source d’information importante. Cette connaissance pourrait permettre d’améliorer la gestion de la ressource en eau dans cette région pour préserver la santé globale.


Période d’insalubrité et d’extension des marécages aux sources du Jourdain. L’abandon de la maintenance des systèmes de drainage et d’irrigation a contribué au développement de maladies transmises par l’eau.

La réserve naturelle de Tel Dan renferme l’une des sources les plus importantes du Jourdain et l’humidité permanente y favorise la présence d’une végétation dense et luxuriante. L’endroit constituait autrefois la limite nord du royaume d’Israël. On y a trouvé une stèle de basalte noir datant du IXe ou VIIIe siècle av. J.-C. contenant une inscription en araméen qui, pour certains archéologues, représente la première et seule identification du roi David sur un site archéologique à ce jour. L’étude des indicateurs biologiques et sédimentologiques conservés au sein d’une carotte sédimentaire prélevée dans le site et datée au Carbone14 a révélé l’existence de périodes sèches – 2150-1950 av. J.C., 1050-840 av. J.C. et 550-350 av. J.C. – pendant lesquelles les précipitations moins abondantes ont transformé partiellement ces riches territoires agricoles aux oliveraies prospères en marécages. Les archives archéologiques montrent que l’abandon des cultures et le développement des marais s’accompagnaient d’une chute des densités de peuplement. Pourquoi un tel déclin économique et social alors que, même en période de sécheresse, il y avait assez d’eau à Tel Dan pour satisfaire les besoins de la population et même ceux de l’irrigation grâce aux eaux du Jourdain ? S’appuyant sur des sources écrites et diverses données régionales, l’équipe franco-israélienne suggère que les peuples issus des marges steppiques et montagneuses, en quête d’eau et de nourriture, s’affrontaient violemment aux habitants de la cité, obligeant ces derniers à fuir à leur tour. L’affaiblissement d’un pouvoir central assez fort pour protéger et assurer la maintenance des systèmes de drainage et d’irrigation a alors contribué à l’extension des marais et au développement de la malaria.


Tel Dan, Israël (Crédit photo : The Nelson Glueck School of Biblical Archaeology, Hebrew Union College -Jewish Institute of Religion)

La malaria s’est implantée durablement dans la région et faisait encore des ravages dans les communautés bédouines situées dans la vallée de la Hula (sud de Tel Dan) au XIXe et XXe siècles après J.C. La situation sanitaire était devenue si alarmante que les marais de la vallée furent drainés entre 1951 et 1958 pour éradiquer la maladie.


Vallée de la Hula, Israël (Crédit photo : The Nelson Glueck School of Biblical Archaeology, Hebrew Union College -Jewish Institute of Religion)

     Cette région est donc un modèle pour comprendre l’évolution pluriséculaire des écosystèmes et des sociétés des zones marécageuses et de leurs marges arides dans un contexte de changement climatique. Il montre comment, au fil du temps, une ressource hydrique négligée et mal gérée peut devenir un catalyseur de développement pour des maladies transmises par l’eau, actuellement en plein développement comme la fièvre de la vallée du Rift en Afrique et dans la péninsule arabique.

 

Ce travail a été soutenu par l’Institut Universitaire de France, l’Université Paul Sabatier – Toulouse III, l’Hebrew Union College - Jewish Institute of Religion et par le projet A*MIDEX-GEOMED.

C’est ce que rappelle un article récent du Lancet Countdown : http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)32464-9

Référence :

Kaniewski D., Marriner N., Iland D., Morhange C., Thareani Y. & Van Campo E. 2017. Climate change and water management in the biblical city of Dan. Science Advances 3, e1700954.

________

Contacts chercheurs :

David KANIEWSKI – Laboratoire d’Ecologie Fonctionnelle et Environnement - ECOLAB (CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier / INP Toulouse) - david.kaniewski@univ-tlse3.fr

Elise VAN CAMPO - Laboratoire d’Ecologie Fonctionnelle et Environnement - ECOLAB (CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier / INP Toulouse) - elise.van-campo@univ-tlse3.fr

Nick MARRINER - Chrono-Environnement (CNRS / Université de Franche-Comté) - nick.marriner@univ-fcomte.fr

Christophe MORHANGE - Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement - CEREGE (CNRS / Université Aix-Marseille / IRD / Collège de France) - morhange@cerege.fr

Contact communication :

Roman TEISSERENC - roman.teisserenc@ensat.fr

http://www.cnrs.fr/inee/communication/breves/b320.html

Du nouveau sur la formation des gorges des vallées de montagnes

21 novembre 2016
 
Une étude géomorphologique des gorges de la Tinée et de la Vésubie, menée par une équipe de chercheurs du laboratoire Géoazur (Géoazur : CNRS / IRD / OCA / Université Nice Sophia
Antipolis), du Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE : CNRS / Collège de France / IRD / Université Aix Marseille) et de l’Institut Français du Pétrole
- Energies Nouvelles de Paris (IFPEN), a permis d’apporter une réponse à la question scientifique de la formation des gorges étroites incisées dans les vallées de montagnes. Cette étude, basée sur la méthode de datation par la méthode des nucléides cosmogéniques, a en effet permis de déterminer que les gorges se sont formées principalement aucours de phases d’incision succédant aux glaciations quaternaires. Ainsi, deux phases de forteincision post-glaciaires ont été mises en évidence : (1) il y a 14 à 16 000 ans, après la dernière glaciation majeure (LGM) ; puis, (2) il y a 8 à 11 000 ans, après la phase de glaciation moins intense du Younger Dryas. De plus, une phase de forte incision est également mise en évidence pendant la période humide de l’optimum climatique Holocène (4 à 5 000 ans). Les résultats decette recherche et leurs implications sont présentés dans le journal Earth and Planetary Science Letters de novembre 2016.

Photos Y. Rolland, Gorges de Salso-Moreno (Haute Tinée). Profil d’âges 10Be obtenus sur un profil vertical de surfaces polies par la rivière dans les gorges, et taux d’incision estimés. A droite, échantillonnage d’une surface polie de rivière.

 

Le paysage des Alpes Maritimes est caractérisé par la chaîne du Mercantour, culminant à plus de 3000 mètres d’altitude, et le relief extrême entaillé par des rivières connectant ces hauts reliefs à la Méditerranée en moins de 100 km de distance. Tandis que la partie haute des vallées a périodiquement été soumise à l’influence des glaciers, leur partie inférieure est uniquement façonnée par un régime alluvial. L’existence de gorges incisées dans ces deux contextes permet de tester le rôle des glaciers dans le creusement de ces gorges par érosion sous-glaciaire, ou celui des fluctuations du régime hydrique des rivières en réponse aux changements climatiques. Le creusement de gorges étroites préservant la surface lisse laissée par l’écoulement de l’eau et le frottement des particules, il est possible de dater ces surfaces en utilisant les nucléides cosmogéniques, datation qui permet d’accéder à l’histoire du creusement des gorges au cours du temps.

Une équipe de chercheurs de Nice, Aix-En-Provence et Paris vient d’apporter un nouvel éclairage sur la formation de ces gorges depuis les sources de la Tinée (2000 m) jusqu’à proximité de l’embouchure de celle-ci située à 300 m d’altitude. Ils ont en effet pu préciser l’histoire géomorphologique de ces gorges depuis la déglaciation succédant au LGM (dernier Maximum glaciaire culminant autour de 22 000 ans) jusqu’à l’actuel.

Pour ce faire, ils ont déterminé et interprété les âges obtenus en mesurant les concentrations des nucléides cosmogéniques Béryllium-10 (dans le quartz des roches cristallines) et Chlore-36 (dans la calcite des roches carbonatées), le long de profils verticaux de roches polies échantillonnées en rappel sur une vingtaine de mètres de haut. Ils ont ainsi montré que le creusement des gorges a débuté immédiatement après le retrait glaciaire du LGM. Extrêmement rapide (de 3 à plus de 30 mm/an) juste après le LGM (entre 14 et 16 ka), l’incision a été également particulièrement efficace après l’incursion glaciaire du Younger Dryas entre 8 et 11 ka,  puis, pendant la phase humide de l’Holocène (4-5 ka). Par contre, l’incision fut très faible à quasi nulle (< 1 mm/an) sur des périodes de quelques milliers d’années pendant la glaciation du Younger Dryas dans les gorges de basse altitude, et depuis 4 ka à l’échelle de l’ensemble des vallées sauf pour les zones les plus élevées. En effet, à l’opposé des basses et moyennes vallées, les plus hautes gorges sont encore marquées par un relief en déséquilibre lié à la morphologie en « marches d’escalier » laissée par l’héritage glaciaire entre les hauts plateaux (>2000 m) et les principales vallées d’altitude (1000-1500 m).

Ces nouveaux résultats remettent en question les modèles d’érosion dérivés de l’étude des rivières supposées à l’équilibre sur le long terme pour lesquelles l’érosion est censée contre-balancer le soulèvement d’origine tectonique. Ils montrent aussi que les gorges constituent des archives climatiques très précieuses puisque enregistrant des phases transitoires de l’évolution des cours d’eau.

Ces travaux publiés dans le journal EPSL montrent que l’étude géomorphologique et géochronologique des gorges préservées depuis des milliers d’années dans les chaînes de montagnes devrait permettre de reconstituer les fluctuations passées du climat et la réponse des cours d’eaux aux changements des régimes d’érosion.

Source(s): 

Rolland, Y., Petit, C., Saillard, M., Braucher, R., Bourlès, D., Darnault, R., Cassol, D., ASTER Team, 2016.
Inner gorges incision history: A proxy for deglaciation? Insights from Cosmic Ray Exposure dating (10Be and 36Cl) of river-polished surfaces (Tinée River, SW Alps, France).
Earth and Planetary Science Letters, DOI: 10.1016/j.epsl.2016.10.007

Contact(s):

  • Yann Rolland, Géoazur (CNRS / IRD / OCA / Université Nice Sophia Antipolis)
    yrolland@geoazur.unice.fr, 04 83 61 85 86

  • Carole Petit, Géoazur (CNRS / IRD / OCA / Université Nice Sophia Antipolis)
    petit@geoazur.unice.fr, 04 83 61 87 54

 

A lire sur le site de l'INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/6141

 

 

Séisme du 30 octobre en Italie : la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale

Séisme du 30 octobre en Italie : la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale

Une équipe composée d’une dizaine de chercheurs provenant du CEREGE, de l’IPGP, de l’EOST, du LIVE, de Géosciences Montpellier et de GeoAzur, en collaboration avec l’INGV et l’Université de Chieti-Pescara, s’est rendue sur le terrain en Apennin Central (Italie) sur le lieu des épicentres qui se sont succédés depuis août 2016 (24 août Mw=6, 26 octobre Mw=5.9).

Une équipe composée d’une dizaine de chercheurs provenant du CEREGE[1], de l’IPGP[2], de l’EOST[3], du LIVE[4], de Géosciences Montpellier[5] et de GeoAzur[6], en collaboration avec l’INGV et l’Université de Chieti-Pescara, s’est rendue sur le terrain en Apennin Central (Italie) sur le lieu des épicentres qui se sont succédés depuis août 2016 (24 août Mw=6, 26 octobre Mw=5.9) et dernièrement avec le séisme de Mw=6.5 près de Norcia du 30 octobre, le plus fort séisme enregistré en Italie depuis les 36 dernières années. Leurs observations montrent que ce dernier a engendré la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale.

 


Photo d’une partie de l’équipe franco-italienne rassemblant 6 laboratoires français sur la rupture co-sismique du Mt Vettore (crédit photo Julien Point@EOST).

 


Rupture de surface sur la portion sud de la Faille du Mt Vettore (près de Mte Vettoreto), associée au séisme du 30 Octobre,
on observe environ 1 m de déplacement vertical. (Crédit Photo Lucilla Benedetti@CEREGE)

 

Les chercheurs géologues, tectoniciens, géographes et geomaticiens, se sont succédés sur le terrain entre le 5 et le 14 novembre 2016 pour acquérir des données sur les ruptures de surface associées à ces séismes. Une partie de l’équipe s’était rendue sur le terrain entre le 11 et 16 septembre suite au séisme du 24 août. Ils avaient observé des déplacements verticaux le long de la faille du Mt Vettore de 20 à 30 cm sur une longueur de plus de 7 km (voir photo). A partir d’outils de pointe en géomatique (scanner 3D Faro, TLS LiDAR Riegl, photogrammétrie) l'équipe a acquis l'affleurement numérique 3D à très haute résolution des zones rompues le long du Mt Vettore avant le dernier séisme du 30 octobre. Les acquisitions faites au cours de cette deuxième mission ont permis de cartographier précisément les ruptures associées à ce nouveau choc et d’acquérir une nouvelle image de la topographie des zones précedemment étudiées.

 


Rupture co-sismique associée au séisme du 30 Octobre sur la faille du Mt Vettore,
entre 1.5 et 2 m de déplacement vertical décalant tout sur son passage et ce sur au moins 7 km de longueur.
(Crédit Photo Lucilla Benedetti@CEREGE)

 


Sur le plan de faille du Mt Vettore près de la Cima del Redentore, ruptures co-sismiques associées à la séquence de séisme.
A la base de l'escarpement cumulé (gris) on voit une trace blanche de 25 cm exhumée lors du séisme du 24 Août,
et en dessous la trace blanche-jaune de 2 m exhumée lors du séisme du 30 Octobre. (Crédit Photo Lucilla Benedetti@CEREGE)

 

Ces données fournissent une image sans précédent de l’évolution spatio-temporelle d’un plan de faille avant et après séisme et sont fondamentales pour comprendre le lien entre le déplacement co-sismique et la formation des reliefs topographiques associés aux failles actives.

En Italie et en Europe en général, il existe très peu d’exemples de ruptures co-sismiques visibles dans le paysage.  Les observations récoltées dans le cadre de cette mission post-sismique sont donc uniques et montrent que le séisme du 30 octobre a engendré la rupture co-sismique la plus importante jamais observée en Méditerranée sur une faille normale. Le séisme de Mw=6.5 a entraîné un déplacement co-sismique vertical compris entre 1 et 2 m, localisé sur la trace morphologique de la faille du Mt. Vettore et ce sur une longueur de 7 km au minimum. La rupture co-sismique s’est produite sur la même faille et a entraîné le décalage des mêmes objets morphologiques que lors de la rupture du 24 août.

L’ensemble des partenaires a contribué au financement de cette mission qui a également bénéficié du soutien de l’INSU et du Labex OT-MED.

Pour plus d’informations :

https://ingvterremoti.wordpress.com

https://lejournal.cnrs.fr/articles/pourquoi-la-terre-tremble-t-elle-en-italie

Source : 

Benedetti L., Manighetti I., Gaudemer Y., Finkel R., Malavieille J., Pou K., Arnold M., Aumaître G., Bourlès D.L. and Keddadouche K. (2013) Earthquake synchrony and clustering on Fucino faults (Central Italy) as revealed from in situ 36Cl exposure dating. Journal of Geophysical Research - Solid Earth 118, 4948–4974.

 

Contacts :

Lucilla Benedetti, CEREGE (CNRS, Aix-Marseille Université, Aix-en-Provence, France)
benedetti@cerege.fr

 

[1] Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE : CNRS / Collège de France / IRD / Université Aix Marseille)

[2] Institut de physique du globe de Paris (IPGP : CNRS / IPGP / Université Paris-Diderot, Université Sorbonne Paris Cité)

[3] Ecole et Observatoire des sciences de la Terre (EOST : CNRS / Université de Strabourg)

[4] Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE : CNRS / Université de Strabourg)

[5] Géosciences Montpellier : CNRS / Université Antilles / Université de Montpellier

[6] GéoAzur : CNRS / IRD / OCA / Université Nice Sophia Antipolis

Du nouveau sur la présence controversée de calottes glaciaires durant l’optimum climatique du Crétacé

9 octobre 2016

Grâce à des simulations réalisées à l’aide d’une combinaison de modèles numériques du climat (GCM) et d’un modèle de calottes de glace, deux chercheurs du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / UVSQ) et du Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / Université Aix-Marseille / IRD / Collège de France) viennent de démontrer que les changements de paléogéographie au cours du Crétacé ont grandement influé sur la possibilité de mise en place de calottes glaciaires sur Terre. Notamment, le développement de calottes de glace au cours du Cénomanien-Turonien apparaît très peu probable, en raison de rétroactions entre l’océan et l’atmosphère liées à la configuration paléogéographique particulière de cet étage géologique. 
Le Crétacé moyen et supérieur (~ 120 – 65 Ma) est historiquement considéré comme une période climatique extrêmement chaude de l’histoire de la Terre, caractérisée par l’absence de calottes de glace et par des températures océaniques et continentales bien supérieures à celles du monde moderne. Pourtant, sur la base d’indices indirects, des chercheurs ont émis l’hypothèse que des calottes de glace se seraient développées sur Terre, en particulier sur l’Antarctique, au cours de certains étages géologiques du Crétacé, notamment au cours de l’Aptien (~ 115 Ma), du Cénomanien-Turonien (~ 95 Ma) et du Maastrichtien (~ 70 Ma). Ces hypothèses restent cependant assez controversées, en particulier pour l’étage du Cénomanien-Turonien car celui-ci correspond à l’optimum climatique du Crétacé, c’est-à-dire à sa période la plus chaude.

Étudier l’apparition dans le passé de calottes glaciaires à la surface du globe à l’aide de simulations climatiques n’est pas aisé. En effet, la vitesse de calcul informatique des GCMs (entre 1 et 300 ans simulés par jour selon la complexité du modèle) n’est actuellement pas compatible avec le temps requis pour étudier le développement d’une calotte de glace (nécessité de simuler plusieurs dizaines de milliers d’années). Plusieurs méthodes ont été développées ces dernières années pour étudier les interactions climat – calotte de glace avec des temps de calcul raisonnables. Dans le cas présent, l’absence de contrainte sur l’évolution des paramètres orbitaux et la nécessité d’étudier l’englacement de 3 paléogéographies(1) ont conduit les chercheurs à utiliser une méthode simplifiée par rapport aux précédentes mais plus efficace qu’ils ont pu valider à partir des résultats antérieurs obtenus sur la glaciation du continent Antarctique.

Calottes glaciaires obtenues par modélisation numérique pour différentes paléogéographies du Crétacé et différents taux de CO2 atmosphérique. 

Les résultats de ces travaux suggèrent que les changements de paléogéographie influent fortement sur le climat global, en modulant notamment les seuils de concentration en CO2 atmosphérique en-dessous desquels une calotte glaciaire peut se développer sur l’Antarctique. Les modèles prédisent ainsi que, pour des conditions aux limites (telle la composition de l’atmosphère) identiques à l’exception de la paléogéographie, une calotte ne peut se former sur l’Antarctique et rester stable que lorsque la concentration en CO2 chute en-dessous des seuils suivants :

800 ppm environ (presque 3 fois le taux préindustriel égal à 280 ppm) au cours de l’Aptien ; 

400 ppm environ au cours du Cénomanien-Turonien ; 

700 ppm environ au cours du Maastrichtien. 

Les auteurs expliquent la résistance à l’englacement du monde Cénomanien-Turonien de la manière suivante.
La paléogéographie de cet étage géologique induit une augmentation du transport de chaleur par l’océan vers les moyennes et hautes latitudes de l’hémisphère sud qui se traduit par une série de rétroactions internes au système atmosphérique. Ainsi, en été, cette chaleur supplémentaire apportée par l’océan génère une redistribution de la saturation en eau de l’atmosphère aux latitudes polaires : cette saturation augmente à haute altitude et diminue à moyenne et basse altitude. La quantité accrue d’eau à haute altitude augmente alors l’effet de serre. Quant à la quantité moindre d’eau à moyenne et basse altitude, elle diminue la quantité de nuages de basse altitude, ce qui augmente la quantité d’énergie solaire absorbée par la terre car les nuages de basse altitude ont surtout un effet sur le rayonnement solaire qu’ils réfléchissent très efficacement. Par effet domino, l’augmentation du flux d’énergie solaire à la surface induit la disparition progressive de la neige tombée en hiver, ce qui se traduit par une plus grande quantité d’énergie solaire absorbée à la surface. En résumé, l’augmentation de l’effet de serre et de l’énergie solaire reçue aux moyennes-hautes latitudes de l’hémisphère sud réchauffe fortement l’Antarctique, induisant un seuil de CO2 plus bas pour contrebalancer ce réchauffement et permettre une glaciation.

La confrontation qualitative des résultats de l’étude avec les tendances climatiques issues des données de température et de CO2 disponibles suggère que des épisodes glaciaires ont effectivement pu survenir au cours de l’Aptien et du Maastrichtien, lorsque le taux de CO2 et les paramètres orbitaux de la Terre y étaient favorables. En revanche, elle accrédite l’hypothèse d’un monde Cénomanien-Turonien libre de glace et climatiquement très chaud, et donc représentant véritablement l’optimum climatique du Crétacé.

Note(s): 

La paléogéographie désigne la disposition continents-océans, l’orographie, la bathymétrie… d’une période passée de l’histoire de la Terre. 

Source(s): 

Ladant, J.-B. & Donnadieu, Y. Palaeogeographic regulation of glacial events during the Cretaceous supergreenhouse, Nature Communications, 7:12771, doi:10.1038/ncomms12771 (2016).

Contact(s):

Jean-Baptiste Ladant, LSCE/IPSL
jean-baptiste.ladant@lsce.ipsl.fr, 01 69 08 31 97 

A lire sur le site de l'INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/6051

Une crue glaciaire pourrait avoir freiné l’expansion viking au nord du Groenland

26 septembre 2016
Une crue glaciaire pourrait avoir freiné l’expansion viking au nord du Groenland

 La colonisation du Groenland, qui a eu lieu durant la période qualifiée d’optimum climatique médiéval, a longtemps été attribuée à la douceur du climat. Pourtant, dans le nord du Groenland, un climat rigoureux régnait qui a provoqué une avancée importante des glaciers autour de l’an 1000 et probablement participé à limiter la colonisation des Vikings au sud du Groenland. C’est ce que vient de démontrer une équipe de chercheurs du CNRS, des universités Grenoble-Alpes, Aix-Marseille et Bordeaux et du CEA, en collaboration avec des chercheurs du Royaume-Uni(1). La baisse des températures au nord du Groenland est vraisemblablement liée aux taches solaires et aux éruptions volcaniques dont l’intensité au cours de l’optimum climatique médiéval a été récemment révisée à la hausse.

En l’an 982 apr. J.-C., le célèbre Viking Érik le Rouge débarquait dans le sud du Groenland, pays qui sera appelé Terre verte (Green Land). À cette époque, qualifiée d’optimum climatique médiéval, un climat chaud, favorable aux récoltes et aux vendanges précoces, régnait en Europe et les glaciers alpins connaissaient un net recul, similaire au recul actuel.

Collecte d’échantillons de roche sur une moraine de l’île de Disko. © LGP, Vincent Jomelli Une équipe de chercheurs a étudié l’évolution de plusieurs glaciers situés à l’ouest du Groenland autour de l’île de Disko, à environ 1000 km au nord des sites vikings, en datant leurs phases d’extension. Pour réaliser cette datation, ils ont analysé les concentrations en chlore 36 des moraines, ces débris rocheux charriés puis laissés sur place par les glaciers. En effet, lorsqu’un glacier commence à reculer, ses moraines frontales ne sont plus protégées par la glace. Les roches commencent alors à accumuler du chlore 36, issu des réactions nucléaires provoquées par l'impact sur ces roches des particules du rayonnement cosmique, déclenchant un "chronomètre géologique".

Les chercheurs ont ainsi pu montrer que ces glaciers avaient connu plusieurs avancées au cours du dernier millénaire et que la première, très marquée, a eu lieu au plein cœur de l’optimum climatique médiéval et de la colonisation viking. Contrairement à ce qui a été observé dans les Alpes et dans plusieurs autres massifs montagneux de l’hémisphère nord, l’extension des glaciers dans cette partie de l’Arctique a été au moins aussi importante pendant l’époque médiévale que pendant la très célèbre phase de crue du "petit âge glaciaire". 

a) et b) Localisation de l’île de Disko à proximité du Groenland. c) Localisation des moraines du site de Disko (traits de couleurs) et âge de stabilisation de chacune d’elles (dans le carré de même couleur que le trait). L’âge est donné par rapport à aujourd’hui (BP : Before Present), mais aussi par rapport à l’année du dépôt selon notre calendrier (CE : Current Era). 
En l’absence de variations significatives des précipitations neigeuses dans cette région, ces phases de crue glaciaire impliquent qu’il y ait eu une diminution pluridécennale des températures estivales pendant l’optimum médiéval, laquelle n’est décrite ni dans les reconstructions de températures, ni dans les modèles paléo-climatiques. Les causes de ces crues glaciaires sont donc encore obscures. 
Néanmoins, les chercheurs ont constaté que les variations de l’Oscillation Nord Atlantique (NAO) classiquement évoquées dans la région n’étaient pas la cause principale de ce refroidissement. Ils estiment que la baisse des températures était vraisemblablement liée aux taches solaires et aux éruptions volcaniques dont l’intensité au cours de l’optimum climatique médiéval a été récemment révisée à la hausse. Ayant comparé leurs données aux résultats des simulations du climat passé disponibles, ils ont pu montrer qu’effectivement ces simulations sous-estimaient l’intensité des éruptions de l’optimum climatique médiéval et qu’elles devront donc être révisées. Enfin, en raison du caractère régional de ces crues glaciaires, ils n’excluent pas qu’une partie du refroidissement responsable de ces avancées ait été la conséquence de la variabilité interne (aléatoire) du climat.
Pour déterminer précisément les parts respectives jouées par ces forçages et par la variabilité interne dans les variations du climat durant cette période, il va donc être nécessaire de mieux documenter l’intensité des éruptions volcaniques du dernier millénaire et leurs effets sur le climat. 

Les conditions environnementales autour de l’île de Disko, située à la même latitude que l’Islande, créées par ces avancées glaciaires et par une importante extension de la glace de mer, ont vraisemblablement été peu favorables à l’expansion viking fondée sur la navigation en drakkar et l’agriculture. Elles pourraient donc expliquer, au moins en partie, pourquoi les colonies vikings étaient inexistantes au-delà de Nuuk, la capitale du Groenland.

Note(s): 

Les laboratoires français impliqués sont les suivants : Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP, CNRS / Université Panthéon-Sorbonne / UPEC / INRAP), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE/OSUG, CNRS / UGA), Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / UVSQ), Environnements et paléoenvironnements océaniques (EPOC/OASU    , Université de Bordeaux/ CNRS) et Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / Université Aix-Marseille / IRD / Collège de France). Les organismes étrangers impliqués sont les suivants : Liverpool John Moores University et University of St Andrews (UK). 

Source(s): 

Jomelli, V., T. Lane, V. Favier, V. Masson-Delmotte, D. Swingedouw, V. Rinterknecht, I. Schimmelpfennig, D. Brunstein, D. Verfaillie, K. Adamson, L. Leanni, F. Mokadem & ASTER Team Paradoxical cold conditions during the medieval climate anomaly in the Western Arctic. Sci. Rep. 6, 32984; doi: 10.1038/srep32984 (2016)

Contact(s):

Vincent Jomelli, LGP
jomelli@cnrs-bellevue.fr, 01 45 07 55 81 

A lire sur le site de l'INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/6009

Le réchauffement climatique provoqué par les activités humaines déjà détectable il y a 180 ans dans les archives paléoclimatiques

Un groupe international de chercheurs a montré que le réchauffement climatique actuel associé aux activités humaines aurait débuté il y a près de deux siècles. Ce travail, publié dans la revue Nature du 25 août 2016, s’appuie sur une synthèse de données paléo-climatiques réalisée dans le cadre du programme international « Past Global Changes 2k ». Le réchauffement climatique provoqué par les activités humaines déjà détectable il y a 180 ans dans les archives paléoclimatique.

Parce que les mesures directes de température sont rares et incertaines avant 1900, la période instrumentale, pendant laquelle les relevés de thermomètres permettent de prendre la température de la planète, ne recouvre qu’une fenêtre temporelle restreinte. Pendant cette période, qui débute à la fin du 19ème siècle, le réchauffement climatique imputable à l’homme qui est en moyenne de l’ordre de 1°C est évident. Ainsi, le changement climatique anthropique est généralement considéré comme un phénomène datant du début du 20ème siècle.

Une équipe de 25 scientifiques provenant d’Australie, des États-Unis, d’Europe et d’Asie et travaillant ensemble dans le consortium « Past Global Changes 2000 years (PAGES 2K) » vient de publier une synthèse de reconstructions de la température à la surface de la planète couvrant les 5 derniers siècles. Ces données ont permis de mettre en perspective le réchauffement climatique anthropique vis-à-vis de la variabilité naturelle du climat au-delà de la période instrumentale. Les températures océaniques ont principalement été obtenues grâce à l’analyse de coraux et de sédiments marins ; celles de l’atmosphère à la surface des continents sont issues de l’analyse de cernes d’arbres, de spéléothèmes et de carottes de glace.

Comme le souligne Nerilie Abram, Professeure à l’Université nationale australienne (ANU) et auteure principale de cet article, le réchauffement climatique auquel nous assistons a commencé au tout début de la révolution industrielle. « C’est une découverte étonnante, un de ces moments lors desquels la science nous surprend. Mais les résultats sont clairs : le réchauffement climatique auquel nous assistons a débuté il y a environ 180 ans », déclare Nerilie Abram. Cette étude met donc en évidence un réchauffement plus précoce que les scientifiques ne l’avaient envisagé auparavant.

Ces résultats ont des implications importantes sur l’impact de l’activité humaine sur le climat en datant précisément le moment où il a dévié de son état naturel. De plus, « Cette synthèse unique de données à l’échelle globale montre que le réchauffement actuel n’a pas débuté de manière synchrone sur l’ensemble de la planète » souligne Marie-Alexandrine Sicre, Directrice de recherche CNRS au LOCEAN à Paris, co-auteure de l’article. En effet, le réchauffement a d’abord touché la région Arctique et les océans tropicaux, dès les années 1830, avant d’atteindre les autres régions de l’hémisphère Nord. Dans l’hémisphère Sud, comme en Australie ou en Amérique du Sud, il a fallu attendre près d’un siècle pour que le réchauffement soit détectable dans les archives paléo-climatiques », ajoute-t-elle.

Seules les données paléoclimatiques permettent de prendre le recul nécessaire de plusieurs siècles pour détecter des changements de températures aussi ténus que ceux rapportés dans cette étude. En effet, le réchauffement ayant impacté le 19ème siècle était tel qu’il n’aurait pas pu être ressenti par la population vivant à cette époque. « Les températures ont certes augmenté dès le début du 19ème siècle, mais l’émergence de ce signal, à savoir la période à partir de laquelle la magnitude du réchauffement excède celle des fluctuations naturelles des températures, ne s’est fait qu’un siècle plus tard » ajoute Guillaume Leduc, Chercheur CNRS au CEREGE à Aix-Marseille, également co-signataire de l’article. De plus, « les simulations réalisées par les modèles climatiques prenant en compte les forçages solaires, volcaniques et anthropiques, confirment ce que révèlent les données paléo-climatiques tant sur la précocité que sur l’asymétrie du réchauffement lié à l’homme ».

Ce résultat illustre l’extrême sensibilité du climat aux perturbations anthropiques. « Bien que les niveaux de gaz à effet de serre issus de l’activité humaine dans les années 1800 soient encore faibles, leur effet sur les températures est détectable dès le début de l’Ere industrielle. Le climat de la Terre réagit donc très vite à une augmentation même faible d’émission de gaz à effet de serre, et de manière détectable par les archives paléoclimatiques », remarque Helen McGregor, chercheuse à l’université de Wollongong (UW), co-auteure de cet article.

Ce travail est publié dans la dernière édition de la Nature.

Pour en savoir plus

http://www.pastglobalchanges.org/index.php?option=com_content&view=artic...

Source

Abram, N. J., H. V. McGregor, J. E. Tierney, M. N. Evans, N. P. McKay, D. S. Kaufman, & the PAGES2k Consortium (K. J. Anchukaitis, K. Thirumalai, B. Martrat, H. Goosse, S. J. Phipps, E. J. Steig, K. H. Kilbourne, C. P. Saenger, J. Zinke, G. Leduc, J. A. Addison, P. G. Mortyn, M.-S. Seidenkrantz, M.-A. Sicre, K. Selvaraj, H. L. Filipsson, R. Neukom, J. Gergis, M. A. J. Curran, V. Trouet and L. von Gunten) : Early onset of industrial-era warming across the oceans and continents, publié dans le Nature du 25 août 2016.

http://dx.doi.org/10.1038/nature19082

Contacts

Marie-Alexandrine Sicre, LOCEAN/Ecce Terra - 01 44 27 84 14

Guillaume Leduc, CEREGE - 04 42 97 15 42 leduc@cerege.fr

 

A lire sur le site de l'INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/5977

 

Du nouveau sur la formation et l’évolution des plaines côtières, l'exemple du Sud-Ouest de l'Inde

11 avril 2016 Une étude des plaines côtières du sud-ouest de l’Inde menée par une équipe internationale 1 de chercheurs a permis d’apporter une réponse à une question scientifique de longue date sur la formation et l’histoire de ces plaines principalement couvertes de latérites. Cette étude, basée sur la méthode de datation par l’argon, a en effet permis de déterminer que les latérites de ces plaines se sont formées il y a au moins 47 millions d’années au pied d’un vieux relief érigé il y a environ 60 millions d’années. Les résultats de cette recherche et leurs implications sont présentés dans l’édition du journal Geology du mois d’Avril 2016.

Paysage de collines exposant les sols latéritiques (latérites) de la plaine côtière (au pied de l’Escarpement des Western Ghats sur la marge sud-ouest de l’Inde péninsulaire – Formation de minerais d’oxydes de manganèse dans les sols latéritiques de la plaine côtière – Oxydes de manganèse vus en microscopie optique à lumière réfléchie – Image de micro-fluorescence X montrant les oxydes de manganèse potassiques (cryptomélane) en vert parmi les autres oxydes de manganèse en bleu et les oxydes de fer en rouge. © A. Beauvais et al. Geology 2016 
Les plaines côtières ou marges continentales qui résultent de la séparation des continents sont marquées par de grands escarpements dont l’âge et l’évolution géomorphologique sont matières à débat dans la communauté des géosciences. Des études ont montré une érosion rapide des marges après la séparation des continents impliquant l’installation précoce des escarpements tandis que d’autres ont argumenté pour une évolution plus lente au cours de phases d’érosion successives et par conséquent une stabilisation plus tardive de ces reliefs. 

Or, le mode et le rythme de l’érosion des marges continentales sont déterminants pour reconstituer leur évolution topographique, reconstruire le développement des réseaux de drainage, et quantifier les transferts sédimentaires depuis les continents vers les bassins océaniques marginaux au cours des temps géologiques.

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs internationale vient d’apporter un nouvel éclairage sur l’évolution des marges continentales. Ils ont en effet pu préciser l’histoire géomorphologique de la marge continentale sud-ouest de l’Inde Péninsulaire2   depuis la mise en place il y a environ 65 millions d’années des roches basaltiques des trapps de la province du Deccan. 

Pour cela, ils ont déterminé et interprété les âges obtenus par la méthode de datation à l’argon (40Ar/39Ar) sur des oxydes de manganèse potassiques (appelés cryptomélane) formés dans les sols latéritiques (latérites) de part et d’autre du grand escarpement des Western Ghats qui borde la marge sud-ouest de l’Inde Péninsulaire. Ils ont ainsi montré que la préservation de ces sols épais de plusieurs dizaines de mètres et vieux d’au moins 47 millions d’années ont pu se former en un minimum de 12 millions d’années au pied de l’escarpement ce qui atteste de l’installation rapide (à l'échelle des temps géologiques) et de la stabilisation précoce de ce relief, il y a probablement 60 millions d’années. De plus, les résultats de ces recherches impliquent des vitesses d‘érosion des sols latéritiques datés très faibles (< 5 mètres par million d’années) depuis leur formation au pied de l’escarpement. 

Ces nouveaux résultats questionnent les modèles d’érosion dérivés de l’étude de l’histoire thermique (refroidissement) des roches contenant des minéraux de phosphate de calcium (apatites). Plus généralement, les âges obtenus sur les oxydes de manganèse des sols latéritiques remettent en question l’idée selon laquelle la topographie des marges et des surfaces continentales serait due à des soulèvements et des rajeunissements récents. 

Ces travaux publiés dans le journal Geology montrent que l’étude géomorphologique et géochronologique des sols latéritiques formés et préservés depuis des millions d’années sur les marges et les continents des régions intertropicales est prometteuse pour quantifier les vitesses d’érosion et les sédiments exportés vers les bassins marins à l’échelle des temps géologiques.

Note(s): 

1- L’équipe est composée de chercheurs du Centre Européen de Recherches et d’Enseignements des Géosciences de l’Environnement (CEREGE-OSU Institut Pythéas / CNRS, IRD, Aix-Marseille Université), de Géosciences Environnement Toulouse (GET -  IRD, Université Toulouse Paul Sabatier, CNRS ), de Géosciences Montpellier (Université de Montpellier 2, CNRS) et du Centre for Earth and Space Sciences (University of Hyderabad)

2- On trouve des surfaces présentant les mêmes caractéristiques dans les plaines côtières et même à l’intérieur des terres en Inde, en Afrique, en Australie, et en Amérique du Sud.

Source(s): 

Very long-term stability of passive margin escarpment constrained by 40Ar/39Ar dating of K-Mn oxides, Anicet Beauvais, Nicolas J. Bonnet, Dominique Chardon, Nicolas Arnaud, and Mudlappa Jayananda (2016), Geology, v. 44, p. 299-302, doi:10.1130/G37303.1

Contact(s) :

Anicet Beauvais, IRD, Cerege (Aix-Marseille université, CNRS, OSU Institut Pythéas)
beauvais@cerege.fr, 0442971773

A lire sur le site de l'INSU :http://www.insu.cnrs.fr/node/5763

 

Andes : un paléolac géant au pays des glaciers

Au pied de la cordillère des Andes, un gigantesque lac, le lac Tauca, a recouvert l’Altiplano bolivien pendant la dernière déglaciation. Grâce à une méthode originale développée à partir de micro-algues fossiles, les diatomées, une équipes de chercheurs de l’IRD, du CNRS et d’Aix-Marseille Université à laquelle participent des chercheurs du CEREGE (OSU Pythéas) vient de montrer le rôle sur le climat régional de la disparition il y a 14 000 ans de ce géant d’eau salé, perché à quelque 3 500 m d’altitude. Son assèchement a par ailleurs donné naissance à la croûte de sel la plus grande du monde (11 000 km2) qui recouvre aujourd’hui le célèbre salar d’Uyuni.

La dernière déglaciation dans les Andes boliviennes.

Des chercheurs de l’IRD et leurs partenaires du CNRS et d’Aix-Marseille Université viennent de montrer l’influence régionale du paléolac Tauca, qui occupait l’Altiplano bolivien à l’époque de la dernière déglaciation. Ce gigantesque lac a connu une phase d’extension maximale qui a débuté il y a 16 000 ans. Puis, il s’est asséché progressivement pour disparaître près de 2 000 ans plus tard.

Pour étudier la possible influence du lac sur le climat de la région, les scientifiques ont reconstitué sa composition isotopique. Pour cela, ils ont mis en œuvre une méthode originale utilisant des micro-algues fossiles, les diatomées.

Des micro-algues témoins des conditions d’humidité.

La quantité d’isotopes lourds de l’oxygène (δ18O) contenue dans ces fossiles retrace les conditions géochimiques des eaux du lac dans lesquelles ces algues se sont développées. Cette composition isotopique fournit aux scientifiques un indicateur précis des températures et des conditions d’humidité dans la région à l’époque où ces algues vivaient. Lorsque la pluie augmente et que le niveau du lac s’élève, le rapport isotopique de l’oxygène des eaux baisse et inversement lorsque les précipitations diminuent.

Une influence climatique régionale.

Les chercheurs ont alors mis en regard l’évolution de la composition isotopique du lac qu’ils ont reconstituée avec un autre signal isotopique, enregistré dans une carotte de glace forée au sommet du mont Sajama, surplombant l’ancien emplacement du Tauca. Cette carotte de glace a révélé, vers - 14 500 ans, un pic de δ18O exceptionnel comparé aux autres enregistrements dans les glaces dans la région andine. En revanche, ce pic est cohérent avec les mesures effectuées sur les fossiles de diatomées contenus dans les sédiments de l’ancien lac. Cette étude met donc en évidence que les neiges prélevées au Sajama se seraient formées à cette période à partir du mélange entre l’humidité présente dans l’atmosphère et celle apportée par l’évaporation du lac.

Ce résultat suggère que dans des cas très spécifiques comme celui-ci, avec la présence d’une étendue lacustre à proximité, un enregistrement paléoclimatique comme celui des précipitations dans les carottes de glaces peut être biaisé par le cycle hydrologique local. Son interprétation doit tenir compte de cette influence.

L’ancien méga-lac Tauca a donné naissance au célèbre Salar d’Uyuni et sa croûte de sel

Crédit : IRD / Denis Wirrmann

 

Partenaires : CNRS et Aix-Marseille Université.

Références

B. Quesada, Florence Sylvestre, Françoise Vimeux, J. Black, C. Paillès, C. Sonzogni, A. Alexandre, P-H. Blard, A.Tonetto, J.C Mazur, H. Bruneton. Impact of Bolivian paleolake evaporation on the δ18O of the Andean glaciers during the last deglaciation (18.5-11.7 ka) : diatom-inferred δ18O values and hydro-isotopic modeling. Quaternary Science Reviews, 2015, 120, p. 93-106. doi:10.1016/j.quascirev.2015.04.022

Contacts

Florence Sylvestre, chercheuse IRD au CEREGE sylvestre@cerege.fr

T. +33 (0)4 42 97 15 89

Benjamin Quesada, post-doctorant au Karlsruhe Institute of Technology

T. +49 (0) 8821 183 188

Françoise Vimeux, chercheuse à l’IRD

T. +33 (0)1 69 08 57 71

Laboratoire HydroSciences Montpellier (HSM)

Voir en ligne : L’information sur le site de l’IRD https://www.ird.fr/la-mediatheque/fiches-d-actualite-scientifique/484-an...

 

Les algues microscopiques privilégient la photosynthèse plutôt que la calcification des coquilles en cas de baisse du CO2 océanique

14 janvier 2016

Une nouvelle étude pilotée par des chercheurs du Département de Géologie de l’Université d’Oviedo (Espagne) et du CEREGE (CNRS - Université d’Aix-Marseille - IRD / France) laisse supposer qu'un taux de CO2 atmosphérique élevé n’est pas forcément une mauvaise nouvelle pour les algues microscopiques que sont les coccolithophores. Cette recherche, publiée dans le journal Nature Communications le 14/01/2016, montre pour la première fois que l’épaisseur des coquilles de coccolithophores a diminué d’environ de moitié au cours des 10 derniers millions d’années. Étonnamment, cette diminution suit la baisse sur le long terme de la concentration de CO2 dans les océans ; pour les auteurs ceci suggère qu’une importante quantité de CO2 pourrait aider les coccolithophores à construire des coquilles plus épaisses, au moins sur les échelles temporelles de plusieurs millions d’années. En apportant des données nouvelles sur les changements passés dans le CO2, cette étude apporte également la preuve du lien étroit existant entre taux du CO2 et les climats chauds.

Coccolithophores cultivées en laboratoire, photographiés sur un filtre en cellulose avec un microscope à balayage électronique (MEB). © : Lorena Abrevaya (Univ. Oviedo). 

Zoom © : Lorena Abrevaya (Univ. Oviedo). 

Les organismes marins qui fabriquent des coquilles de carbonate de calcium - des moules aux coraux en passant par les algues microscopiques - sont emblématiques de la vie dans l'océan et risquent d’être les premières victimes des changements climatiques. En effet, les océans absorbent des quantités toujours plus grandes du dioxyde de carbone (CO2) émis par les activités humaines, et s’acidifient à l’échelle globale. Cette acidification pourrait empêcher la formation des coquilles ou squelettes calcaires ou les amincir. 

Pour étudier les relations entre changements climatiques et organismes à coquilles calcaires, les chercheurs se sont intéressés aux  coccolithophores, un groupe de minuscules algues unicellulaires du phytoplancton dont les coquilles fossiles s'accumulent au fond des océans constituant d’inestimables archives de l’histoire de la Terre. C’est à ces organismes que l’on doit les grandes falaises de craie de la côte normande. De même, l’étude de ces coquilles fossiles les aide à mieux comprendre comment ces organismes, à la base de la chaîne alimentaire océanique, se sont adaptés aux changements de l’océan dans le passé géologique.

Pour cette nouvelle étude, les chercheurs ont extrait les minuscules coquilles fossiles de carottes sédimentaires prélevées dans l’océan Indien et dans l’océan Atlantique tropical. En mesurant la quantité de lumière passant à travers les coquilles avec un microscope spécialisé, ils ont déterminé l’épaisseur de chaque coquille. En combinant de telles mesures effectuées pour des milliers de coquilles, ils ont pu montrer que simultanément, dans les deux océans, les coquilles ont commencé à s’amincir il y a environ 9 millions d’années. La synchronicité de ce changement dans deux zones considérablement éloignées indique qu’il est probable que la cause de l’amincissement des coquilles est due à un changement global de l’état de l’océan.

Pour comprendre les causes de ce changement global de l’épaisseur des coquilles, l’équipe a effectué des mesures géochimiques des coquilles et des résidus de matière grasse appelés alcénones, produite par les algues conservés dans les mêmes sédiments pendant des millions d’années. Les mesures de la chimie des alcénones témoignent de changements dans la concentration de CO2 dans l’océan, une ressource essentielle pour la croissance des algues. Les mesures des types de carbone dans les coquilles ont permis de montrer comment la cellule est capable de répartir le carbone prélevé de l'eau de mer entre les processus de calcification et de photosynthèse qui en consomment tous les deux. Ces résultats confirment que les coquilles se sont amincies alors que le CO2 global diminuait et que les coccolithophores se sont adaptées en détournant le carbone disponible vers la photosynthèse au détriment de la fabrication de la coquille. Ces résultats sont en accord avec une étude précédente datant de 2013 *, montrant qu’avec peu de CO2 ces algues s’adaptent en réduisant le carbone réservé pour la formation des coquilles.

En même temps, la démonstration d’une diminution du CO2 sur cette période de temps permet de mieux comprendre la sensibilité du climat aux variations de CO2 sur des échelles de temps longues dans le passé. Des preuves d’un fort refroidissement des océans au cours des 15 derniers millions d’années ont été accumulées par de nombreuses équipes de scientifiques au cours de la dernière décennie. En montrant clairement un important déclin de la concentration de CO2 dans l’océan dans cet intervalle de temps, les nouvelles données prouvent le lien suspecté par de nombreux scientifiques entre CO2 et climat sur cette période, et permettent d’expliquer le refroidissement. Les conditions chaudes et le haut niveau de la mer d’il y a 10 à 15 millions d’années, comparé à aujourd’hui, ont très probablement été causés par une plus forte concentration en CO2atmosphérique à cette époque.

Le fait que les algues calcifiantes étudiées synthétisent des coquilles plus épaisses pendant les périodes pendant lesquelles le CO2 est élevé, ne signifie pas qu’il n’y a pas de danger pour tous les organismes calcifiants de l’océan. Les coccolithophores font figure d’exception parmi les organismes calcifiants océaniques : ce sont des plantes, et ont donc besoin de carbone à la fois pour la photosynthèse et pour la calcification. Les organismes calcifiants qui ne font pas de photosynthèse, comme les coraux, les huîtres et certains planctons (les foraminifères par exemple), répondront très probablement de manière spécifique pour la calcification et les adaptations potentielles à un fort taux de CO2.  De plus, les vitesses de changement de la chimie des océans sont bien plus graduelles dans cette étude que celles des changements en cours et prédits pour les prochaines centaines d’années.

Source(s): 

Decrease in coccolithophore calcification and CO2 since the middle Miocene Clara T. Bolton1,2, Marıa T. Hernandez-Sanchez1, Miguel-Angel Fuertes3, Saul Gonzalez-Lemos1, Lorena Abrevaya1, Ana Mendez-Vicente1, Jose-Abel Flores3, Ian Probert4, Liviu Giosan5, Joel Johnson6 & Heather M. Stoll1 - Nature Communication, 14 janvier 2016, DOI: 10.1038/ncomms10284  

1 Geology Department, Oviedo University, Spain. 2 Aix-Marseille University, CNRS, IRD, CEREGE  France. 3 Grupo de Geociencias Oceanicas, Geology Department, University of Salamanca, Spain. 4 CNRS, Sorbonne Universites-Universite  Pierre et Marie Curie (UPMC) Paris Roscoff Culture Collection, Station Biologique de Roscoff,  France. 5 Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution,  USA. 6 University of New Hampshire, Department of Earth Sciences,  USA. 

Contact

Mme Clara BOLTON 
Mél : bolton@cerege.fr
Tél. : 04 42 97 15 01 
CEREGE (AMU-CNRS-IRD-Collège de France)

A lire sur le site de l'INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/5618

 

Les caprices du champ magnétique terrestre

L'effondrement du champ magnétique terrestre occasionne la chute de la protection magnétosphérique qui a pour conséquence une augmentation de l'impact du bombardement cosmique et une surproduction des isotopes cosmogoniques tels que le Be-10. Nous nous servons de ces traceurs géochimiques mesurés par spectrométrie de masse par accélérateur ( ASTER) pour évaluer les variations passées du champ, en comparant les séries temporelles de données paléomagnétiques et de rapport Be-10/Be-9. http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4787.htm

Nous avons détaillé les chutes du moment dipolaire et les hausses de production de Be cosmogénique qui en résultent. La dernière inversion (774 000 ans BP) étudiée sur différents site de la région équatoriale a procuré un doublement de production ; vingt autres chutes du dipôle ont depuis procuré des surproductions variables, dont l’événement Laschamp (41 000 ans BP) a occasionné un doublement de production à toutes les latitudes, prouvant que le Be-10 est redistribué globalement avant son transit vers la surface terrestre. Les taux moyens de chute du dipôle avant les excursions et inversions calculés par le taux d’enrichissement calibré, sont comparables à celui calculé pour les derniers siècles, suggérant que l’occurrence d’une excursion ou inversion dans les tous prochains millénaires est possible. 

http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4787.htm

Le Bassin Méditerranéen, théâtre de l’accélération des changements environnementaux en cours

Photographie : Tour du Valat, Arles, France - © Sarah St.Arnaud 23 octobre 2018

Les changements climatiques s’accélèrent dans le bassin méditerranéen. Ils exacerbent d’autres problèmes environnementaux déjà existants comme les changements dans l’utilisation des sols (urbanisation, agriculture intensive) ou la pollution croissante qui conduisent au déclin de la biodiversité. Une équipe internationale menée par Wolfgang Cramer (IMBE – CNRS/Université d’Avignon/IRD/Université Aix-Marseille) fait le point dans une synthèse publiée dans la revue Nature Climate Change.

 

Pour la première fois, un consortium des scientifiques mené par Wolfgang Cramer (IMBE – CNRS/Université d’Avignon/IRD/Université Aix-Marseille) a entamé une synthèse des multiples enjeux environnementaux qui touchent les populations du Bassin Méditerranéen entier. Cette synthèse est publiée dans la revue Nature Climate Change.Dans cette région, la température annuelle a déjà augmenté de 1.4°C depuis l’ère préindustrielle, soit 0.4°C de plus que la température globale. Durant les deux dernières décennies, la surface de la Méditerranée s’est élevée de 60 mm accompagnée d’une acidification significative. Même avec un réchauffement global futur limité de 2°C, comme demandé par l’Accord de Paris, les précipitations estivales risquent fort de diminuer de 10 à 30 % selon les régions, aggravant les pénuries d’eau et provoquant une décroissance forte de la productivité agricole, surtout dans les pays du Sud. Pour satisfaire les besoins de l’agriculture, la demande en eau d’irrigation augmentera de 4 à 22 % selon l’accroissement de la population. Cette demande devrait entrer en concurrence avec d’autres usages (eau potable, industrie, tourisme) et elle va provoquer des conflits entre les utilisateurs, les propriétaires et même les gouvernements. Les impacts du changement climatique sur la production agricole combinée à la demande croissante en produits animaux vont accroitre la dépendance des pays du sud par rapport à l’extérieur (50 % des produits alimentaires du Maghreb). Les risques pour les pêcheries, dus au réchauffement, à l’acidification et à la surpêche, sont également importants.

Suite à la fonte des glaciers au niveau mondial, la hausse du niveau de la mer est aussi en accélération et risque de dépasser les estimations récentes. En Méditerranée, ce phénomène touchera une très large population localisée sur les côtes par des inondations côtières importantes. Les intrusions marines ont déjà affecté les sols et les nappes phréatiques ; ce phénomène va s’amplifier avec des conséquences sur les ressources agricoles et la biodiversité. La santé humaine est également touchée par les changements en accélération (virus du Nil Occidental, dengue, chikungunya, maladies cardio-vasculaires et respiratoires). Dans des pays politiquement fragiles, les risques socio-économiques avec leurs corollaires (guerres, famines et migrations) sont de plus en plus attribuables aux changements environnementaux.

 

Pour faciliter les réponses des décideurs politiques à ces risques, un grand effort de synthèse des connaissances scientifiques existantes est nécessaire, en incluant toutes les disciplines et secteurs. Cela est fait d’une façon insuffisante dans les rapports du GIEC et de l’IPBES qui ne traitent pas le bassin méditerranéen dans son intégralité. Voilà l’objectif du réseau MedECC (Mediterranean Experts on Climate and Environmental Change). Fort de près de 400 scientifiques réunis en connexion avec des organisations des gouvernements et d’acteurs sociétaux, il vise à produire un premier rapport d’évaluation des risques environnementaux et climatiques en région Méditerranéenne.

Référence :

Cramer W, Guiot J, Fader M, Garrabou J, Gattuso J-P, Iglesias A, Lange MA, Lionello P, Llasat MC, Paz S, Peñuelas J, Snoussi M, Toreti A, Tsimplis MN, Xoplaki E (in press) Climate change and interconnected risks to sustainable development in the Mediterranean. Nature Climate Change

Contacts chercheurs
Wolfgang CRAMER - IMBE (CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/Université d’Avignon) wolfgang.cramer@imbe.fr
Joël GUIOT - CEREGE (CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/INRA/Collège de France) - guiot@cerege.fr

A lire sur le site de l'Institut Ecologie et Environnement du CNRS : En direct des labos