Les changements climatiques du Pléistocène
Maîtrise en Écologie Internationale · ECL731 Les grands écosystèmes du monde I · A13 · S. Calmé
Le Quaternaire: l’ère d’Homo sapiens
Le Quaternaire débute il y a 3.5 millions d’années
Caractérisé par de nombreuses séquences glaciaires-interglaciaires
Le Pléistocène
Les couches de glace commencent à recouvrir l’hémisphère nord il y a 2.4 Myr
Les cycles glaciaire-interglaciaire se succèdent
Des cycles de ca. 100,000 ans (8 au cours des derniers 0.8 Myr)
Raison: variations de l’orbite terrestre
Les cycles de Milankovich
Découverts dans les années 1920
Excentricité orbitale 96,000 ans (C)
Obliquité 41,000 ans (B)
Précession 21,000 ans (A)
Le Pléistocène
Durant la phase la plus froide, près du tiers des masses terrestres était recouverte de glace
Épaisseur de la glace: jusqu’à 4 km
Une des couches de glace les plus importantes: Laurentida
Le dernier interglaciaire (Eemian ou Sangamon) a débuté il y a 130,000 ans et a duré 11,000 ans.
Notez que les conditions y étaient similaires à l’Holocène
Le Pléistocène
C’est durant le Pléistocène qu’apparait H. sapiens sapiens, il y a 100,000 à 200,000 ans
Les interglaciaires sont des analogues à l’Holocène, sans l’impact humain
Variation des variables abiotiques (température, insolation, CO2, CH4, δ
18O) durant les 400,000 dernières années
Les changements climatiques du Pléistocène
Rétroalimentation importante entre la glace, les océans et le climat
Effets d’albedo
Taux d’évaporation océanique variables
Variations dans les concentrations de gaz à effet de serre comme méthane et dioxyde de carbone
Durant les interglaciaires, concentration de CO2 entre 270 et 280 ppm (entre 190 et 200 ppm durant les glaciaires)
Les changements climatiques du Pléistocène
Durant glaciaires, niveau des mers 120-150 m plus bas
Baisse de 1 m/1000 ans, jusqu’à 5 m durant les phases de croissance rapide des glaciers (5-10 m/1000 ans lors de terminaison glaciaire = glacial eustasy)
Dans les tropiques, étages de végétation jusqu’à 1000 m plus bas
Conditions froides et sèches végétation ouverte: steppes, toundras, prairies
Quiz
Q1: Jusqu’à quand y-a-t’il eu une calotte glaciaire sur le Canada?
Q2: Quand le niveau de la mer actuel s’est-il établi?
Le Pléistocène
Création de ponts terrestres (e.g. Australie relié à Tasmanie, G.-B. reliée à Europe continentale, Sibérie reliée à Alaska)
Les espèces ont vu leur distribution changer, avec des phases de fragmentation puis de recolonisation (Bennett 1997)
Seules les espèces capables de s’adapter (e.g. H. sapiens sapiens) ont persisté
Taux d’extinction, mais aussi de spéciation, très élevés (Colinvaux 1987)
La colonisation du continent américain s’est réalisée durant le Pléistocène (en quatre phases successives initiées il y a 60,000 ans)
Le Pléistocène
Extinction de nombreuses espèces de mégafaune (>44 kg), e.g. Mammut americanum, Coelodonta antiquitatis, Megaloceros spp, Equus occidentalis
Les extinctions varient dans le temps et l’espace, mais se concentrent surtout entre 16,000-11,500 yr BP… et coïncident parfois avec le dévelop-pement de cultures humaines (e.g. culture Clovis en Am. du Nord) [aussi hypothèse d’un impact extraterrestre]
Coelodonta antiquitatis
Megaloceros spp
Le Pléistocène
Iversen (1958) a proposé un modèle de développement de la végétation durant les interglaciaires:
Phase protocrate: immigration d’espèces pionnières et de refuge, normalement boréales (e.g. Pinus, Betula)
Phase mésocrate: établissement d’espèces tempérées comme Ulmus et Quercus
Répartition des forêts et déserts durant le dernier maximum glaciaire, le début de l’Holocène et dans l’actualité (potentiel)
Changements de végétation
LGM Holocène
Forêt tropicale 11.9 26.1
Autres forêts 19.0 59.6
Déserts 29.5 17.2
Glace 33.4 17.4
En millions de km2
Le Pléistocène
La dernière déglaciation commence entre 16,000-11,500 ans BP
Dans les tropiques une grande instabilité climatique est notée entre 15,000-11,500 BP (Afrique: Gasse et al. 1990, Amérique centrale: Islebe et al. 1995)
Augmentation globale de la température de 7.5°C en 50 ans
Changements dans la circulation des eaux de l’Atlantique
Le convoyeur atlantique
Les eaux de surface chaudes (superficielles) sont poussées vers N-O par le vent (Gulf Stream)
Elle plongent lorsqu’elles sont refroidies par évaporation (sous l’effet du vent) dans le nord, car elles deviennent plus salées
Elles repartent dans l’Atlantique (vers le sud), comme courant de profondeur
Explique le climat plus chaud en Europe aux mêmes latitudes
Ralentissement (par entrée massive d’eau de fonte des glaciers) 12K ans BP expli- querait le Younger Dryas
Début YD
+froid
+chaud
L’Holocène
Commence il y a 10,000 ans C14
Il existe alors un plateau de C14 qui correspond probablement aux changements abrupts de CO2 et de circulation océanique à la fin de la dernière glaciation (Goslar et al. 1995)
Avec le début de l’Holocène: formation de sols, successions végétales, ontogénie des lacs, migrations d’organismes
Augmentation du niveau de la mer
L’Holocène
Le retour de la végétation
Durant le LGM, les forêts tempérées étaient près de l’équateur, sauf quelques refuges en Europe centrale
L’Holocène
En Europe, vers l’année 8,000 ans BP, les forêts boréales se sont concentrés en Scandinavie, alors que les forêts de feuillus dominent le paysage (Corylus avellana, Ulmus, Quercus, Tilia)
En Amérique du nord, la terminaison glaciaire est plus douce et les arbres retournent plus tôt
Cependant, au Nord Laurentida subsistent encore jusqu’à environ 9,000 ans BP
La forêt suit de près le retrait de la calotte glaciaire. Notez le type de végétation qui n’a pas d’analogue aujourd’hui
L’Holocène
Durant le LGM les forêts tropicales étaient réduites à cause de la sécheresse
La réduction des précipitations est estimée entre 25 et 40%
Dans l’Amazonie, la forêt tropicale s’est maintenue seulement dans les zones de précipitations plus élevée et plus d’humidité (près du fleuve et des rivières)
La recolonisation
L’avance de la végétation est freinée par la formation des sols
Les espèces anémophiles sont avantagées (Betula, Pinus, Alnus, Corylus)
Les aires de refuge servent de source pour la recolonisation « avancée »
Avec la colonisation des forêts apparaît aussi celle des humains et les premières traces d’agriculture (environ il y a 7,000 ans)
Premiers impacts notés sur la végétation
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