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Le Pléistocène

En quoi la végétation d'1 million d'années nous intéresse-t-elle ?

Le constat présent est que la Méditerranée est un point chaud de biodiversité.

Cette biodiversité est en fait l'héritage de toutes les transformations qu'a subie la végétation, depuis les changements climatiques globaux jusqu'aux modifications de la géographie de cette zone à la tectonique active.

En vérité, ces transformations associées aux processus biotiques comme la compétition ou les vitesses de migration font que la biodiversité en essence forestière a diminué au cours du dernier million d'années (Ma).

Le climat en Méditerranée est-il une spécificité régionale?

Les paramètres orbitaux (précession des équinoxes et obliquité de la Terre) font varier la quantité d’énergie reçue avec la latitude. Ils influencent les changements à long-terme du climat et de la végétation.

En région méditerranéenne, seuls les analyses spectrales et en ondelettes appliquées aux données polliniques (e.g., Tzedakis, 2007) suggèrent une double influence orbitale sans démontrer l’organisation de la dynamique de végétation (Joannin et al., 2011). Cette question se pose de manière plus urgente encore pour la période à plus forte pCO2 (Hönish et al. 2009) qui précède la notre. C’est durant la transition du Pléistocène moyen, voilà environ un million d’années (Ma), que se mettent en place les grandes glaciations de l’hémisphère nord et les cycles climatiques de 100 ka (kilo ans, e.g., Jouzel et al., 2007).

Ce qui fait l'intérêt du climat méditerranéen il y a un million d'années c'est que, comme notre futur, il est globalement plus chaud. C'est pour cela qu'il faut se pencher sur les mécanismes qui le contrôlaient, et découvrir leurs impacts sur la végétation de cette zone d'importance pour l'Homme.

Lors de mon doctorat mené au Laboratoire de Géologie de Lyon dans l’équipe de J.-P. Suc, j’ai effectué l’analyse pollinique de cinq sites, marins et terrestres, sélectionnés à travers le bassin méditerranéen et démontré pour la première fois que des successions de végétation s’organisent en réponse aux changements d’insolation induits par les deux paramètres orbitaux (Joannin et al., 2007a-b; 2011).

Les forçages externes du climat

Trois paramètres de la rotation de la Terre sur elle-même et par rapport au soleil font varier la quantité d'énergie reçue mais aussi les zones réceptrices. On parle de forçage externe.

L'excentricité est la trajectoire ellipsoïdale de la Terre autour du soleil qui varie de 7% sur une période d'environ 100 000 ans.

La précession de la rotation de la Terre influence toutes les latitudes avec un pouvoir décroissant vers les hautes latitudes (les pôles). Elle varie selon deux périodes, 19 et 23 000 ans et est modulée par l'excentricité.

L'obliquité, c'est a dire l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre, permet aux pôles de recevoir alternativement plus (moins) d'énergie quand l'obliquité est forte (faible) avec une période de 41 000 ans.

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La permanente réorganisation de la végétation au cours des derniers cycles glaciaire-interglaciaires en Europe (Birks et Birks, 2004) est nommée succession de végétation. Elle passe par une dominance successive de plantes pionnières, forestières tempérées puis montagnardes (acidophiles), enfin steppiques au retour des conditions glaciaires.

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La figure ci-dessus montre la superposition des successions de végétation entre 1,09 et 1,03 Ma enregistrée dans le site ODP 976 (Méditerranée occidentale) : en pointillées, les successions P1 et P2 sont forcées par la précession, en bleu, la succession O1 est forcée par l’obliquité. A droite, le cycle climatique interglaciaire-glaciaire, enregistré par le rapport isotopique de l’oxygène (δ18O), est forcé par l’obliquité. D’après Joannin et al. (2011).

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Comme la région méditerranéenne est à l'interface entre les basses latitudes (influencées par les moussons) et les hautes latitudes (influencées par les calottes de glace), elle subie la réorganisation des cellules atmosphériques tiraillées entre ces deux zones climatiques.

La précession influencerait les précipitations depuis les basses latitudes.

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Les forçages internes

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La silhouette des cycles climatiques ne répondent pas de manière strictement directe au forçage de l’obliquité durant la MPT.  Cela autorise la question suivante : l’instabilité des premières calottes de glace dans l’hémisphère nord engendrait-elle des changements climatiques abrupts aux répercussions catastrophiques jusqu’en Méditerranée ?

Les données paléoenvironnementales ne permettent pas d’identifier l’impact des changements climatiques rapides durant les cycles climatiques de la MPT (Hodell et al., 2008), du fait de la rareté des sites offrant une forte résolution temporelle et de l’absence de données de glace antérieures à 800 ka. La modélisation n’apporte pas d’éléments déterminants puisque, d’un point de vue théorique, les instabilités liées à la mise en place et à la fonte des glaces ne suffisaient pas à retarder la réponse du climat au forçage externe.

Le réchauffement climatique actuel, en ramenant le climat vers un mode de cycles glaciaire-interglaciaires tel que celui de la MPT, nous presse de mieux definir l'impact des changements climatiques abruptes pour cette période. C'est ce à quoi je travail.

Quelques images :

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