Centre Européen de Recherche et d’Enseignement
des Géosciences de l’Environnement
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Forçages climatiques et cycle du carbone

Étudier les mécanismes régulant l’effet de serre nécessite une compréhension avancée de l’évolution passée et future du cycle du carbone.

L’étude de l’évolution de l’effet de serre et des mécanismes régulant le cycle du carbone, à toutes les échelles de temps, est l’un des axes centraux de l’équipe Climat.

Nous étudions les forçages climatiques solaire et volcanique au cours du dernier millénaire à partir d’enregistrements de la concentration en béryllium-10 (10Be) dans des carottes de glace de l’Antarctique (ANR VOLSOL). Nos reconstitutions de ces forçages ont contribué à la comparaison des modèles climatiques (CMIP6 et PMIP4)  du dernier rapport du GIEC (IPCC AR6). Pour compléter et mieux comprendre les informations fournies par le 10Be, nous avons développé la mesure du chlore-36 (36Cl) dans les glaces polaires, un autre indicateur de la variabilité solaire. L’intérêt est de pouvoir comparer deux cosmonucléides ayant des taux de production et des cycles géochimiques différents. Leur rapport isotopique est également un outil de datation important pour les carottes de glace (projet H2020 Beyond EPICA-Oldest Ice, ANR ToBE).

L’âge 14C du réservoir marin de surface (ARM) est un traceur des échanges gazeux air-mer et du mélange du carbone dans l’océan. Ces processus sont liés aux paramètres du climat, de l’océan et du cycle du carbone qui ont varié au cours des 50 000 dernières années. Pour des sites clés des principaux océans, nous mesurons des âges 14C sur des micro-échantillons grâce au spectromètre AixMICADAS équipé de sa source d’ions polyvalente (projet ANR MARCARA). Cela nous permet de mieux quantifier l’ARM et d’éviter, ou de corriger, certains biais. Nous collaborons avec des modélisateurs utilisant une approche en maillage non structuré à haute résolution pour zoomer sur les régions d’intérêt, avec assimilation des données 14C marines et atmosphériques (Univ. Bremen partenaire de l’ANR MARCARA). Nos travaux sont focalisés sur la dernière déglaciation et les changements climatiques brusques tels que les événements de Heinrich et de Dansgaard-Oeschger, dont le rôle sur le cycle du carbone est encore mal compris.

Un aspect complémentaire de nos travaux sur le cycle du carbone et le forçage solaire est fondé sur la mesure du 14C à résolution annuelle dans des bois subfossiles couvrant la dernière déglaciation (ANR CarboTRYDH, projet IntCal). Nos enregistrements réalisés sur des bois provenant du sud des Alpes françaises sont comparés à des résultats similaires pour l’hémisphère sud (bois de Nouvelle-Zélande et Tasmanie) ainsi qu’aux enregistrements des cosmonucléides dans les glaces polaires. Le gradient interhémisphérique en 14C est un nouveau traceur des sources de CO2 d’origines marines et continentales.

L’analyse long terme de la production biogénique carbonatée fait partie des points forts de l’équipe, en intégrant synthèse de données et modèles. L’évolution du nanoplancton calcaire a été montrée comme contrôlant la partie inorganique du cycle du carbone océanique au cours des temps géologiques. Le projet ANR JCJC MioCarb (2020-2024) se focalise sur l’étude de cette production au cours de la fin du Miocène et la base du Pliocène.

L’étude du cycle du carbone continental dans les sols (équipes Climat/ED), était portée par J. Balesdent, décédé en 2020. Ses travaux pionniers de quantification et de modélisation du carbone dans les sols ont permis de mettre en évidence l’importance des échanges de la profondeur des sols sur l’incorporation de carbone atmosphérique et sont principalement étudiés par l’équipe ED depuis. Aux plus longues échelles de temps, le carbone des tourbières d’Afrique équatoriale, fait l’objet de travaux à l’intersection de plusieurs thèmes (ANR PRCI ORACLE).

Projets

  • 2020-2027: ANR H2020, Toward Beyond-EPICA (ToBE)

     

  • 2019-2026: H2020 : Beyond-EPICA – Oldest Ice (BE-OIC)

     

  • 2022-2025: ANR MARCARA: MArine radioCArbon Reservoir Age variability and its implications in paleoceanography, paleoclimatology and geochronology

     

  • 2020-2024: ANR MioCarb, La transition Mio-Pliocene : mise en place du cycle du carbone moderne

     

  • 2020-2024: ANR-PRCI ORACLE, Dynamique hydroclimatique et cycle du carbone dans le bassin central du Congo au cours de l’Holocène