Expliquer quels sont les indices des climats passés récents (800 000 dernières années).
Qu'est-ce que la palynologie ?
Quel est le renseignement direct apporté par l'étude des pollens ?
Quels sont les indices qui peuvent nous renseigner sur les climats passés ?
Quelles sont les caractéristiques de l'isotope de l'oxygène \ce{^{18}_{}O} ?
Quels sont les liens entre la température et le \Delta\ce{^{18}_{}O} ?
Pour reconstituer les climats de ce dernier millénaire, on fait appel à de nombreux indices que l'on peut retrouver dans les sols fossilisés ou dans les glaces. On utilise par exemple les cernes des arbres ou la croissance des coraux, mais ce sont les études des pollens et des glaces qui sont les indices les plus utilisés. Nous verrons ici comment ces indices nous permettent de reconstituer les climats passés.
La palynologie est l'étude des archives de pollen que l'on va pouvoir trouver dans les sédiments lacustres ou dans les tourbes. Le pollen est produit par les arbres et les plantes herbacées en grande quantité, la forme de chaque grain est caractéristique d'une espèce en particulier. Ainsi, le pollen va nous indiquer quelles sont les espèces végétales présentes à un moment donné et à un endroit donné. Chaque peuplement végétal est caractéristique d'un type de climat, par exemple la présence de hêtres, de chênes et de noisetiers est typique d'une forêt tempérée de feuillus, donc d'une température moyenne de 10 °C et de précipitations annuelles autour de 100 cm par an. Il est donc possible de reconstituer le peuplement végétal d'une zone et d'une époque grâce à l'étude de pollen, ensuite on peut en déduire le climat. On utilise un outil : le diagramme pollinique, qui permet de voir les variations des différents pollens au cours du temps et de déduire ainsi l'évolution du climat sur cette période.
On peut également étudier les atomes de l'eau composant les glaces de l'Arctique et de l'Antarctique. On utilise pour cela les compositions isotopiques en oxygène pour analyser des carottes de glace et en déduire les températures passées. En effet, il existe deux isotopes de l'oxygène qui peuvent entrer dans la composition de la molécule d'eau : H2O. Ces isotopes sont le \ce{^{16}_{}O} : isotope majoritaire et léger, et le \ce{^{18}_{}O} : isotope rare et lourd. À partir de la quantité de ces isotopes dans l'échantillon, on calcule le \Delta\ce{^{18}_{}O}. On a pu remarquer sur les précipitations actuelles au niveau de l'Antarctique que plus la température moyenne est faible, plus l'eau des précipitations est appauvrie en isotope lourd \ce{^{18}_{}O}, donc le \Delta\ce{^{18}_{}O} est faible. À l'inverse, plus les températures sont élevées, plus les précipitations sont riches en \ce{^{18}_{}O}, et donc le \Delta\ce{^{18}_{}O} est élevé. Ainsi, en mesurant le rapport isotopique de nos bulles de glace, on peut en déduire si les températures de l'époque étaient plutôt faibles ou élevées. Le \Delta\ce{^{18}_{}O} est un thermomètre isotopique, tout comme l'est le \Delta D qui est le rapport isotopique entre les isotopes de l'hydrogène : \ce{^{1}_{}H} qui est le plus léger et le plus abondant et \ce{^{2}_{}H} ou deutérium qui est plus rare et plus lourd. L'utilisation du \Delta D donne les mêmes résultats que le \Delta\ce{^{18}_{}O}.
- On utilise l'étude des paléovégétations pour identifier le climat passé, avec différentes méthodes : la palynologie qui étudie la quantité et le type de pollen d'une époque donnée, mais aussi la dendrochronologie qui étudie les cernes des arbres.
- On utilise le \Delta\ce{^{18}_{}O} calculé à partir des bulles d'air des glaces pour retrouver les températures de la Terre ces dernières 800 000 années. Plus le \Delta\ce{^{18}_{}O} des glaces est fort et plus la température était élevée.