Les climats du passé:Les glacaitions du quaternaire
Une mise en évidence difficile
L’existence des glaciations passées est restée très longtemps ignorée. Il a fallu attendre le milieu du siècle dernier pour que celles-ci soient reconnues. En effet, aucun récit écrit ou oral ne se fait l’écho de cette période reculée. Seule la géologie peut donc nous apporter des preuves indirectes des glaciations passées.
Les énormes calottes de glace de la dernière glaciation ont laissé dans le paysage des marques indélébiles de leur passage. Sur de grandes étendues, au Canada et en Scandinavie, on observe des stries gravées sur la roche dont l’orientation marque la direction de l’écoulement des glaciers qui recouvraient ces régions.
La pression exercée par cette masse de glace sur le sol et les pierres entraînées avec elle ont gravé ces sillons dans la roche. Cette pression est telle qu’elle a également façonné en forme d’auge les anciennes vallées glaciaires. Mais le phénomène qui a plus particulièrement révélé l’ampleur des glaciations passées est le transport par les glaciers d’énormes blocs de pierre jusqu’à des centaines de kilomètres de leur lieu d’origine. Ces «roches erratiques» sont entraînées par les glaciers comme des grains de sable par un torrent et finalement abandonnées sur place lors de la fonte de la glace, comme autant de témoins de l’extension de la calotte glaciaire.
L’explication du transport de ces énormes blocs de pierre par les glaciers a été à l’origine d’une grande polémique au siècle dernier. S’il apparaissait clairement que les blocs avaient subi un important transport par rapport à leur lieu d’origine, le vecteur présumé de ce transport était l’eau et non la glace. Au début du XIX’ siècle, ces blocs étaient tout simplement interprétés comme une évidente manifestation du déluge et mettre en doute cette explication revenait à remettre en question les textes bibliques. Le Suisse Louis Agassiz qui, le premier, en 1837, remit en question cette interprétation, supporta plus de vingt- cinq années de polémiques avant de voir sa théorie acceptée par tous.
La succession des glaciations
Jusqu’au milieu de notre siècle, les géologues avaient repéré quatre glaciations. Cependant, chaque nouvelle glaciation a entraîné une avancée des glaciers qui a détruit la plupart des indices géologiques de la glaciation précédente, de sorte que les informations disponibles sur les glaciations successives se trouvaient limitées. Pour déterminer l’évolution du climat dans le passé, il devenait nécessaire d’utiliser d’autres indicateurs. C’est alors qu’un grand pas en avant dans la paléoclimatologie fut franchi en 1955 par l’Américain Cesare Emiliani, grâce à l’étude des sédiments marins. Au cours du temps, les débris en suspension dans l’eau des océans se déposent sur les fonds marins et forment des couches successives de sédiments. Parmi ces débris se trouvent de nombreux squelettes de micro-organismes marins. En forant les fonds océaniques sur quelques dizaines de métrés, on peut prélever ces couches de sédiment et : bserver les squelettes d’organismes ayant vécu il y i milliers, voire des millions d’années. Plus ces sont enfouis profondément. plus ils sont anciens et reflètent de ce fait une période climatique lointaine. Les composés carbonarés qui constituent leur squelette sont la clé de notre connaissance des glaciations, notamment ¿rice aux isotopes de l’oxygène qu’ils contiennent et dont l’analyse permet d’estimer les variations du roiume des calottes glaciaires.
I ans la nature, il existe en effet plusieurs sortes d’atomes d’oxygène, appelés isotopes de l’oxygène.
L’oxygène de masse atomique 16 est de loin le plus répandu, mais il existe également des atomes de masse atomique 18, isotopes stables de l’oxygène dont les noyaux comprennent deux neutrons supplémentaires. Or, la proportion d’atomes d’oxygène 18 par rapport aux atomes d’oxygène 16 contenue dans le calcaire des coquilles fossiles varie selon la couche sédimentaire. Les paléoclimatologues utilisent ces variations du rapport isotopique oxygène 18/oxygène 16 comme des marqueurs des glaciations. Lorsque des glaces s’accumulent sur les continents et que l’on s’achemine vers une glaciation, la proportion d’isotopes lourds de l’oxygène augmente dans les squelettes calcaires des organismes microscopiques qui vivent à cette épooue.
Le rythme des glaciations
Il ne suffit pas de déterminer quelles variations du climat sont survenues par le passé mais il est également nécessaire de savoir quand elles se sont déroulées. La connaissance des paléoclimats ne peut être dissociée du problème de la datation de ces événements.
La méthode de datation la plus classique est fondée sur les propriétés de l’isotope radioactif du carbone, le carbone de masse atomique 14. Formé dans la haute atmosphère par l’action du rayonnement cosmique sur l’azote de l’air, celui-ci se
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