Projet de recherche EV/10 (Action de recherche EV)
Pour pouvoir mieux comprendre les changements de climat du passé et les téléconnections interhémisphériques éventuelles entre des processus climatologiques déterminés, il faut étudier des enregistrements climatologiques continus provenant des différentes régions-clé de notre planète. Le but de ce projet est de livrer un nouveau ‘livre de bord’ concernant l’intensité des paléoprécipitations dans la région des lacs chilienne (Amérique du Sud SO) au cours de ces dernières 12000 années, avec comme objectif l’étude de l’impact régional de "El Niño Southern Oscillation" (ENSO) et d’analyser d’éventuelles téléconnections avec l’hémisphère Nord (particulièrement la région Nord-Atlantique). Les précipitations dans la région des lacs (39°- 41°S) sont principalement contrôlées par des vents de l’ouest amenant de l’air polaire humide de l’Océan Pacifique, ainsi que par la topographie des Andes. Dans cette région, les années ENSO sont caractérisées par des anomalies positives dans les précipitations, qui sont marquées dans les sédiments marins comme des modifications des flux et processus de la sédimentation terrigène, par exemple sous forme des sédiments de marée. Une attention spéciale sera apportée à l’étude des changements de climat abrupts sur l’échelle millénaire (comme la ‘petite période glaciaire’) au cours de l’Holocène et son influence sur le système ENSO, ainsi qu’à l’étude de la cyclicité pluri-décennale (ex. : 50-60 ans) de l’intensité ENSO, d’autant plus que des recherches récentes ont montré que celles-ci peuvent très bien avoir un impact global parce que liées à des anomalies dans la circulation océanique thermohaline.
Cette proposition se base sur une analyse multidisciplinaire de quatre longues carottes sédimentaires provenant de deux lacs sélectionnés de la région des lacs. Une première reconnaissance de la sédimentation lacustre sera effectuée à l'aide de profils sismo-réflectifs à haute résolution des 17 lacs. Les deux lacs les plus intéressants seront ensuite analysés plus en détail au niveau sismique, ce qui permettra de localiser deux endroits pour l’extraction de deux longues carottes sédimentaires (une dans un environnement de sédimentation proximal et l’autre distal). Du travail sur terrain autour des lacs permettra de caractériser les sources des pierres et des minéraux des sédiments et d’étudier la végétation et la géomorphologie actuelle des bassins de drainage. Des échantillons des sédiments superficiels des lacs permettront de comprendre la variabilité spatiale de l’apport actuel en sédiments et de sa dispersion dans les bassins lacustres. Ensuite les carottes seront elles-mêmes analysées de manière multidisciplinaire, avec entre autres l’étude des caractéristiques physiques, des structures sédimentaires, de la minéralogie, de la détermination de l’âge, de la tephrochronologie et l’analyse des pollens. L’âge sera déterminé à l’aide des datations au 210Pb, 137Cs et 14C et de la corrélation des ‘événements’ sédimentaires avec des observations historiques (inondations, incendies de forêt, tremblements de terre, éruptions volcaniques, impact humain,...) depuis AD 1575 avec des événements pré-historiques comparables. Le proxy sédimentaire le plus approprié pour les précipitations (minéralogie argileuse, taille des grains, lamination, susceptibilité magnétique,...) sera soigneusement sélectionné après une première analyse des carottes. Le résultat final sera donc un enregistrement bien daté, à haute résolution, multi-proxy des variations dans l’apport de sédiments terrigène au cours de l’Holocène. Cet enregistrement sera combiné avec l’enregistrement des pollens pour les changements de végétation, avec une téphrostratigraphie et une stratigraphie sismique régionale, ayant comme objectif final l’étude des changements dans le paléoenvironnement et/ou le paléoclimat, qui ont influencé les mers et leurs bassins de drainage et ceci en termes d’intensité des précipitations et en température.
Des techniques d’analyse spectrale linéaires et évolutives, combinées avec des méthodes statistiques, seront appliquées pour étudier la variabilité de l’enregistrement multi-proxy et pour faire la lumière sur les cycles ENSO et l’apparition des changements climatologiques sur une échelle allant de la décennie au millénaire. Les résultats de la spectroanalyse et des reconstructions paléoclimatologiques seront comparés et confrontés à une série de modèles climatologiques en 2D et 3D, pour découvrir les téléconnections interhémisphériques éventuelles, mais aussi pour mieux comprendre l’évolution du climat en réponse à des facteurs naturels ou anthropogènes.
Méthodologie
Le projet s’appuie sur une étude multidisciplinaire de carottes longues de sédiments prélevées dans deux lacs de la région des lacs du Chili. Une reconnaissance détaillée permettra de sélectionner et de localiser les lacs plus appropriés pour les carottages. Une étude de terrain autour des lacs permettra de définir les caractéristiques des sources sédimentaires, la végétation actuelle et la géomorphologie des bassins versants. L’analyse multidisciplinaire des carottes comprend l’étude des propriétés physiques, des structures sédimentaires, de la minéralogie, de l’âge, de la téphrochronologie et des pollens. Les résultats permettront d’établir un enregistrement bien daté, à haute résolution et pluridisciplinaire des changements climatiques et paléo-environnementaux qui ont affectés les lacs et leurs bassins versants, en terme de changements de température et dans le régime des précipitations. Des techniques d’analyses spectrales seront appliquées aux traceurs climatiques afin de souligner l’influence d’ENSO et de mettre en évidence les variabilités climatiques décennales à pluriannuelles. Les résultats seront confrontés aux modèles climatiques existants afin de reconnaître les interactions longues distances ainsi que les réponses climatiques aux perturbations naturelles et/ou anthropiques.
Interaction entre les différents partenaires
Les tâches du projet seront exécutées conjointement par les trois promoteurs du projet, en concertation étroite avec les sous-contractants et les collaborateurs chiliens.
Résultats attendus
Les résultats escomptés pour ce projet seront un enregistrement, bien daté et à haute résolution, des variations de précipitation et de température dans la région sud du Chili et des effets de l'évolution du système ENSO au cours des derniers 10.000 ans.
Un tel enregistrement permettra ainsi d’améliorer nos connaissances sur les cyclicités naturelles d'un certain nombre de composants du système climatique de notre planète et de comprendre comment, et à quelle vitesse, les changements climatiques peuvent avoir un impact global.
Le projet pourrait apporter des résultats utilisables pour définir les conditions limites à prendre en considération pour les réglementations sur le développement durable.
Lien avec des programmes internationaux
- Le projet s’intègre dans l’objectif de Focus 1 (Variabilité environnementale et paléoclimat global") du projet PIGB (Programme international de la Geosphere et de la Biosphere) PAGES. Son objectif est d’étudier la variabilité climatique passée (fenêtre de temps 1: l’Holocène avec une attention particulière des deux derniers milliers d’années) dans un site sur le transect PEP-1 (Pôle-Equateur-Pôle) des deux Amériques.
- Le projet correspond également aux thèmes définis dans l’Action-Clé 2 " Changements globaux, climat et biodiversité" du cinquième programme cadre "Energie, environnement et développement durable" (DG-XII).
- A un certain niveau, le projet répondra également à certains des objectifs du projet CLIVAR focalisé sur "la description et la compréhension des variabilités climatiques globales décennales à centennales dans les enregistrements paléoclimatiques et les modèles...".
Partenaires
Activités
Université de Gand, Centre Renard de Géologie Marine (RUG)
RUG sera impliqué dans la reconnaissance de la région d’étude, dans l’étude régionale des différents lacs, dans le forage des sédiments récents (sous-traitance avec l’Université de Savoie) et le développement de l’âge modèle des différentes carottes.
Université de Liège, Département de Géologie (ULg)
Trois laboratoires de l’ULg collaboreront dans l’analyse multidisciplinaire des carottes de sédiments (structures sédimentaires, minéralogie, datation, téphrochronologie, palynologie) et l’étude des caractéristiques du basin versant.
Université de Louvain la Neuve, Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître (UCL)
UCL se focalisera sur l’analyse mathématique du signal sédimentaire et la modélisation climatique.
Coordonnées
Coordinateur du projet:
Marc De Batist
Universiteit Gent (RUG)
Renard Centre of Marine Geology
Krijgslaan 281, s-8
B-9000 Gent
Tel: +32 (0)9 264 45 87; Fax: +32 (0)9 264 49 67
marc.debatist@rug.ac.be
http://allserv.rug.ac.be/~jphenrie/
Partenaires du projet:
Nathalie Fagel
Université de Liège
Département de Géologie (ULg) - Laboratoire de Géologie Générale, de Sédimentologie des Silicoclastiques et de Géologie des Argiles
Sart-Tilman B18
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 366 22 09; Fax: +32 (0)4 366 22 02
nathalie.fagel@ulg.ac.be
Andre Berger
Université Catholique de Louvain (UCL)
Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître
2, Chemin du Cyclotron
B-1348 Louvain-la-Neuve
Tel: +32 (0)10 47 33 03 ; Fax: +32 (0)10 47 47 22
berger@astr.ucl.ac.be
http://www.astr.ucl.ac.be/
Comité d’Utilisateurs
Un comité externe d’utilisateurs a été constitué, composé de scientifiques impliqués dans des projets de recherches proches ou dans des programmes nationaux ou internationaux de police scientifique:
- Jean-Claude Thouret, Laboratoire "Magmas et Volcans", Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand, France
- Florence Sylvestre, Laboratoire de Bio-Géologie, Université d'Angers, Angers, France
- Flavio Anselmetti, Limnogeology Laboratory, ETH, Zürich, Switzerland
- Françoise Gasse, Leader of PEP III project, PAGES
- Luc Hens, Conseil Fédéral du Développement Durable
A continuous holocene record of ENSO variability in southern Chile (ENSO-CHILE) : final report
De Batist, M. - Fagel, N. - Loutre, M.F. ... et al Brussels : Belgian Science Policy, 2007 (SP1854)
[Pour télécharger]
[Pour commander]
Références bibliographiques :
