Importan e de l'obliquité et de la pré ession dans le dé len hement des dégla iations 66

dégla iations

La question que nous nous posons i i est : à quel point est- eque la pré ession et l'obliquité sont

né essaires poursimuler lesterminaisonsdu volume de gla eduderniermillion d'années? En d'autres

termes,enutilisantlaformulationdenotremodèle,quellessontlesvaleursa eptablespourlesparamètres

κP =pα2

Esi+ α2

Eco

et

κO

?Dansnotre expérien e'Best',obliquitéet pré essionjouent approximative-mentlemêmerledansledé len hementdesdégla iationsave unrlelégèrementplusimportantpour

l'obliquité :

κP = 15

m et

κO = 18

m.LaFigure5.5montre

κO

vs

κP

et lerapport

κP/κO

pourtoutes

on eptuel.Lesterminaisonssontmarquéesparles hiresromainsrouges.Duhautenbas:a)Paramètres

depré ession

e · sinω

et

e · cosω

.b)Paramètred'obliquité. )Rouge:donnéesdevolumedegla e;noir: expérien edu modèle similaire àl'expérien e 'Best' mais ave

v

init

= 15

m; vert : état dumodèle.d) Rouge : données de volume de gla e; noir : expérien e du modèle similaire àl'expérien e 'Best' mais

ave

v

init

= 30

m; vert: état dumodèle. e)Rouge: donnéesde volume de gla e;noir :expérien e du modèlesimilaireàl'expérien e'Best'maisave

v

init

= 45

m;vert :étatdumodèle.f)Rouge:données de volume degla e; noir: expérien e dumodèlesimilaire àl'expérien e 'Best'mais ave

v

init

= 60

m; vert : étatdumodèle.g) Rouge :donnéesde volumede gla e; noir: expérien e dumodèle similaireà

Figure5.5a)Diagramme

κO

vs

κP

pourlesexpérien esséle tionnéesparl'algorithmede Metropolis-Hastings. b) Histogrammedeprobabilitédurapport

κP/κO

pourlesexpérien esséle tionnées par l'al-gorithmedeMetropolis-Hastings.Extraitde[?℄.

ment mieux ontraintque

κO

et que le rapport

κP/κO

est bien ontraintà 0,87

±

0,07. Ce signie que danstouteslesexpérien esséle tionnées,obliquitéetpré essionjouentapproximativementlemêmerle

dans le dé len hement des dégla iations. Par onséquent, obliquité et pré ession semblenttoutes deux

né essairespourexpliquerlesterminaisonsduderniermilliond'années.

Pour renfor er ette armation, nous appliquons un algorithme d'optimisation de Monte-Carlo en

supposant

κO= 0

etnoustrouvonsuneexpérien elaplusprobableappelée'Best-wo'(Table5.1etFigure 5.6). Dans etteexpérien e,touteslesterminaisonssont orre tementsituées sauflaTerminaisonVI.Il

n'estpassurprenantquelemodèleé houeàreproduirelaTVI, arelleaune ongurationdéfavorable

pourlapré ession(faiblemaximumde

Esi

)etpourlevolumedegla e(faiblevolumedegla eauSIM14.2) etseulementune ongurationfavorablepourl'obliquité.Sinousessayonsdefor erplusdeterminaisons

en diminuant le seuil de dégla iation

v0

à 98 m dans l'équation 5.3, des dégla iations apparaissent à

∼

270et810kansBP,despériodesave unparamètredepré essionplusgrandquepour eluidelaTVI, maisave une obliquitéplusfaible.Lefaitquedenouvellesterminaisonsapparaissentàlafoisavant et

après laTVI ex lue une tendan eàlongterme dans l'un desparamètresdumodèle pour expliquerles

observations [?℄.Nous testons maintenantnotre modèlesans inuen e de lapré ession sur le seuil des

dégla iations et appliquons notre algorithme d'optimisationave

κEsi = 0

et

κEco = 0

. Nous trouvons uneexpérien elaplusprobableappelée'Best-wp'(Table5.1etFigure5.6).Demanièreintéressante, ette

expérien ereproduitbeau oupplusdeterminaisonsquel'expérien e'Best',mais ertainesnedurentpas

très longtemps. Toutes les 11 terminaisonssont reproduites, ex eptée la TVIII qui est dé aléede

∼

20 kansversdesâgesplusjeunes.Ce n'estpassurprenantquelemodèleé houeàreproduire laTVIII, ar

elleaune ongurationdéfavorablepourl'obliquitéetune ongurationfavorablepourlapré ession.Si,

làaussi,nousessayonsdefor erplusdeterminaisonsendiminuantleseuildedégla iation

v0

à80m,des terminaisonsapparaissentà

∼

760kanset180kansBP,avantquelaTVIII soitatteinte.

5.2 Âge des terminaisons obtenu par alage orbital du rapport

O

2

/N

2

en Antar tique

Lamesure durapport O

2

/N

2

dans lesbulles d'airde la arottede Vostokamontré que e rapport est trèsfortement orréléauxvariationsd'insolationlo aled'été [?℄.L'expli ationtientsansdoutedans

lefait quel'insolationlo aled'étéinuen ele métamorphismedelaneigedes ou hessuper ielles. La

signaturedel'insolationdans espropriétésest onservéedanstoutlenévéetinuen elefra tionnement

on eptuel.Lesterminaisonssontmarquéesparles hiresromainsrouges.Duhautenbas:a)Paramètres

depré ession

e · sin ω

et

e · cos ω

.b)Paramètred'obliquité. )Rouge:donnéesdevolumedegla e;noir: expérien edumodèle'Best-wo',sansinuen edel'obliquitésurledé len hementdesdégla iations;vert:

état du modèle. d) Rouge : donnéesde volume de gla e; noir : expérien e du modèle 'Best-wp', sans

inuen edelapré essionsurledé len hementdesdégla iations;vert:étatdumodèle.Extraitde[?℄.

Figure 5.7  Calage orbital des hronologies des forages Dome Fuji et Vostok en utilisant les

enre-gistrements du rapport O

2

/N

2

dans les bulles d'air. a, Enregistrement de

δ18

O

i e

[?℄ à Dome Fuji et

température [?℄ à Vostok (bleu, onvertià partirdu

δD

) sur les é helles d'âge respe tives (DFO-2006 et VkO-2006). b, enregistrementsen O

2

/N

2

àDome Fuji (disques rouges)et Vostok(disquesbleus) et ourbes ltrées (lignes pleines) sur lesé helles O

2

/N

2

et ourbesltrées sur lesé helles d'âge gla iolo-giquesd'origine(lignes entirets). , marqueursd'âgepourDomeFuji(rouge)et Vostok(bleu) ave les

barresd'erreur

2σ

.Lesmarqueursd'âgeà221,2,230,8et 334,9kansBPpourDFO-2006sontadoptésà partirdesdonnéesdeVostok.Deuxmarqueursd'âgedela arottedeDomeFujimisde tésonttra és

engris.d,insolationdusolsti ed'étéà77°S omme ible(l'é helledesordonnéesestinversée).e,erreur

lationet d'obliquitépourles4dernièresterminaisons.Lesparamètresreprésentéssontle

δ18

O

i e [?℄etle

∆T

site

[? ℄deDomeFujisurl'é helleDFO-2006 omparésave l'insolationdusolsti ed'étéà65°N(orange)

et ave l'obliquité(lignebleueen tirets).LatempératuredeVostok[?℄ surl'é helled'âge VkO-2006est

aussireprésentéepourlaTIV(vert).Lesnombresindiquentlesâges lés(minimaetmaximad'insolation

etd'obliquitéetdémarrageetndesaugmentationsde

δ18

O

i e

).Lesmarqueursd'âgeet leurin ertitude

2

σ

sontreprésentésenhaut.

Desmesures pré isesdurapportO

2

/N

2

dansles arottesdeDome Fujiet Vostok(Figure 5.7) per-mettentainsiunedatationpré isespourles350000dernièresannéesense alantsurlesvariationslo ales

d'insolationobtenuesàpartirdes al ulsastronomiquesdesvariationsdesparamètresorbitaux[?℄.

L'in- ertitudede ette hronologieest al uléeenfon tiondelaqualitédesmesuresdurapport O

2

/N

2

et de leurdispersionautourd'une ourbeltrée.

La séquen e desévénements limatiqueslors des 4dernières terminaisons peut ainsi êtreexaminée

(Figure 5.8).Onobservequeledémarragedel'augmentationdela températureAntar tiqueseproduit

6,3,7et2kansaprèsleminimumd'insolationdusolsti ed'été à65°NpourlesterminaisonsI,II,IIIet

IV.LesterminaisonsIet IIIapparaissentdon tardivesalorsquelesterminaisonsII et IVapparaissent

pré o es.

5.3 Con lusions

Unmodèle on eptuelduvolumedesgla es ontinentales,prenantenentréeseulementlesparamètres

orbitaux dela Terre, aété onstruit et simule ave su èsles observations. Ce modèle suggèreque les

terminaisons ont des âges et des durées très variables par rapport aux paramètres orbitaux. Les âges

sonten eet modulés parl'ampleur du volume de gla epré édant la terminaison : un fort volume de

gla einduirauneterminaisonpré o eetvi eversa.Cesâgesvariablesontété onrmésparunedatation

pré ise de la arotteDome Fuji utilisantle rapport O

2

/N

2

qui est un indi ateurdes variations lo ales d'insolation.Notremodèlen'estpastrèssensibleaux onditionsinitiales, equi suggèreque l'évolution

du limatétaitdéterministeau oursduderniermilliond'années.Uneétudedurlerelatifdel'obliquité

Dé alage gla e-gaz et déphasage

CO

2

/température Antar tique lors de

la Terminaison I

La datation des ar hives gla iaires onsiste en la détermination, pour haque profondeur, de deux

âges : l'âge de la gla e et l'âge des bulles de gaz, le dernier étant plus petit que le premier ar l'air

est piégé à environ une entaine de mètres de profondeur, ette profondeur dépendant des onditions

limatiques.Pourdénir e dé alageentregla eet gaz,onparlesoit du

∆

âge, 'est-à-direladiéren e d'âgeentrelagla eetlegazàuneprofondeurdonnée,soit du

∆

profondeur (ou

∆

profenabrégé), 'est-à-direladiéren edeprofondeurentrelegazetlagla epourunâgedonné.Cettedatationrelativedela

gla eet dugazestfondamentalelorsquel'onveutquantierledé alagetemporel-oudéphasage-entre

desvariationsdegazàeetdeserre(enregistréesdanslesbulles d'air)etdesvariationsdetempérature

(enregistréesdanslaphasesolide).

Dans e hapitre,nousallons,pourlesited'EPICADomeC,dé rirediérentesméthodespourévaluer

le

∆

profondeur, les ompareret endéduirele déphasageentre CO

2

et températureAntar tiquelorsde la Terminaison I (la dernière dégla iation). Nousremettrons en ausele retard de 800ans duCO

2

tel qu'ilavaitété déduitpré édemment(Figure2.7).

Lesrésultatsprésentési isontprin ipalementissusdesarti les[?,?, ?℄.

6.1 Préambule: mise en éviden e d'un problème ave les modèles

de densi ation

Dansunpremiertemps,nousavons her héàvérierquelesmodèlesdenévéappliquésàdiérentes

arottessyn hroniséesdanslaphasegla e(i iEDCet EDML) pouvaientproduiredes hronologiesgaz

ohérentes,la ohéren epouvantêtrevériéeparlesenregistrementsdeméthane.Cetravailaforméune

partiedelathèsedeLaetitiaLoulerguedontj'étaisl'en adrant(dire teurdethèse:JérmeChappellaz).

Dans le document Sur l'âge de la glace et des bulles d'air dans les calottes polaires Composition du jury (Page 68-74)