Projet de recherche CG/DD1/12 (Action de recherche CG)
Contexte
Le climat de l'Holocène, phase interglaciaire amorcée il y a ~11.000 ans, semble être resté stable dans le domaine circumpolaire atlantique, malgré un coup de froid décelé entre 9.000 et 8.000 ans B.P. (Before Present). L’étude de dépôts sédimentaires continentaux a cependant montré, entre autres en Belgique, l’existence de modifications climatiques qui se sont marquées tout au cours de l’Holocène, en termes de température et d’humidité. La question est posée : stabilité ou instabilité du climat holocène en Belgique ?
Objectifs
L’objectif principal du projet vise à la reconstitution de la variabilité naturelle du climat au cours de l’Holocène. L'étude s’intéresse aux dépôts carbonatés du sud de la Belgique, sélectionnés pour leur vitesse de sédimentation élevée susceptible d'offrir une résolution de l’ordre de la décade. La reconstitution des variations environnementales et climatiques repose sur une approche qualitative qui décrit les transformations de l'environnement, à l’échelle locale et régionale. Elle est suivie de quantifications qui s’efforcent de produire des courbes de paléotempérature et de paléohumidité à partir d’archives naturelles. Cette quantification est une étape indispensable pour livrer des données traitables par les modèles climatiques.
Méthodologies
Les travertins sont des roches carbonatées qui doivent leur formation à la sursaturation locale des eaux en bicarbonate. La période holocène a été particulièrement favorable à la constitution d'imposants édifices travertineux, ce qui souligne le lien entre l'évolution climatique et la précipitation des travertins. La teneur en CO2 de l'atmosphère est considérée par certains auteurs comme le facteur principal qui contrôle le taux de précipitation des travertins, tandis que d’autres y voient surtout l'action de la température. En Belgique, les travertins se sont formés essentiellement au cours de la première moitié de l’Holocène, à l’amont de barrages naturels édifiés dans de petites vallées. Les sites d’études choisis dans le cadre de ce projet sont localisés à Annevoie-Rouillon, Treignes et Villers-devant-Orval.
Les principales méthodes utilisées sont l'analyse des faciès sédimentaires, l'analyse pollinique, l'analyse des ostracodes et l'étude géochimique de leurs coquilles. Des datations, essentiellement par carbone 14, permettent d’établir la chronologie des changements détectés et leur éventuelle cyclicité.
1. L'analyse des faciès sédimentaires contribue à cerner les conditions environnementales qui prévalent au moment du dépôt. Elle permet aussi d’évaluer la validité de l'échantillonnage en décelant d'éventuelles anomalies comme les remaniements ou les lacunes de sédimentation.
2. L'analyse pollinique reconstitue la succession des couvertures végétales tant à l’échelle locale que régionale. Elle décèle les phases majeures de changements du climat holocène.
3. Les ostracodes sont des crustacés aquatiques millimétriques dont la coquille de calcite est souvent bien préservée dans les dépôts de travertins. L'étude de leurs assemblages spécifiques fournit des informations qualitatives ou semi-quantitatives sur les variations paléoécologiques et paléohydrologiques survenues au cours de la sédimentation travertineuse. L'analyse géochimique des coquilles d'ostracodes offre en outre l’opportunité de quantifier de tels changements. La quantification repose sur les relations qui lient les teneurs des éléments en traces, Sr et Mg, incorporés dans les coquilles des ostracodes et la chimie et la température de l’eau dans laquelle s’est effectuée la calcification.
Pour affiner l'interprétation des résultats, des analyses sont menées sur des ostracodes actuels élevés en laboratoire ou prélevés sur le terrain. Les expériences menées en laboratoire dans des conditions contrôlées permettent une détermination précise des relations existant entre géochimie des ostracodes et conditions environnementales. Les résultats obtenus en laboratoire sont en outre confrontés aux données récoltées sur le terrain. Bien que les caractéristiques du milieu naturel soient plus variables et moins contrôlées qu'en laboratoire, elles rencontrent les exigences écologiques des espèces qui le colonisent. L'écosystème naturel permet donc d'étudier la géochimie des valves d'espèces adaptées à leur milieu et dont la calcification s'est opérée généralement sans encombre.
Produits et résultats attendus
- Résultats quantifiés à l’adresse des modélisateurs.
- Contribution au programme PAGES- PEP III (Past Climate Variability Through Europe and Africa).
- Contribution au programme de recherche E.L.D.P. (European Lake Drilling Programme) de l’E.S.F.
- Développement méthodologique : recommandations pertinentes pour l’étude des paléoenvironnements limniques basés sur la géochimie des ostracodes.
Collaboration internationales
Nationales :
- Institut royal des Sciences naturelles de Belgique, Biologie des eaux douces.
- Faculté polytechnique de Mons, Département de Géologie et de Minéralogie.
Internationales :
- Université de Valencia (Espagne), Département de Microbiologie et d’Ecologie.
- Institut C.S.I.C. de Géologie de Barcelone (Espagne).
- Université de Canberra (Australie), Département de Géologie.
- Université d’Angers (France), Laboratoire de Géologie.
- University of Minnesota (U.S.A.), Limnological Research Center.
