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Posté par Michel le Jeudi 17/05/2012 à 00:00
Simulation climatique: la migration des Hominoïdes au Miocène moyen
Unique phase de réchauffement global des 30 derniers millions d'années et période majeure dans l'histoire des hominoïdes, le Miocène moyen (17 à 13 Ma (1) environ) marque leur première dispersion de l'Afrique vers l'Eurasie, et plus particulièrement vers l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une des...). Jusqu'à présent les conditions climatiques précises associées à cette période restaient inexpliquées. Grâce à la combinaison (Une combinaison peut être :) d'un modèle de climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il...) couplé océan-atmosphère et d'un modèle de végétation, des chercheurs du LSCE (CNRS/CEA/UVSQ), de l'IPHEP (CNRS/Université de Poitiers) et de l'Université de Liège, ont réussi à simuler les changements environnementaux intervenus au Miocène moyen en Europe. Leurs résultats permettent ainsi, pour la première fois, d'identifier les conditions climatiques (température, concentration de CO2, cycle de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de glace) nécessaires au développement de forêts subtropicales en Europe, offrant ainsi un habitat favorable aux hominoïdes en dehors du territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est utilisé par d'autres sciences humaines. Dans le dictionnaire de...) africain. Ces résultats viennent d'être publiés en ligne par la revue Geology.

Au Miocène moyen, de nombreuses données polliniques et paléobotaniques indiquent, en Europe, la présence de forêts subtropicales, caractéristiques d'un climat plus chaud et plus humide qu'aujourd'hui, avec un contraste saisonnier moins marqué. Unique phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de réchauffement global des 30 derniers millions d'années et période majeure dans l'histoire des hominoïdes (2), le Miocène moyen marque leur première dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences...) de l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres émergées. Avec une population...) vers l'Eurasie, et plus particulièrement vers l'Europe. A l'époque, d'importants changements environnementaux, au premier rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème du rang lie le rang...) desquels le développement de forêts subtropicales, ont offert aux hominoïdes un habitat favorable en Europe.


Productivité primaire nette (NPP) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...) des types de plantes subtropicaux de CARAIB en Europe, pour les différentes simulations. Les cartes indiquent le pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent ») est en...) de la productivité locale due aux subtropicaux, ainsi que la localisation des sites fossilifères ayant livré des indicateurs de forêt subtropicale (points noirs) et des Hominoïdes (carrés blancs). La barre hachurée (560ppm de CO2 et glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) en Antarctique) correspond à l'effet du climat seul, sans effet de fertilisation lié à l'augmentation de la concentration en CO2.

Jusqu'à présent peu d'informations étaient disponibles sur ces changements. Les conditions climatiques, et donc environnementales, de l'époque restaient inexpliquées. Aucune évaluation de la concentration atmosphérique en CO2 (variation entre 200 et plus de 700 ppmv (3)) et du volume de glace en Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est entouré de l'océan...) (variation entre 25% et 70% du volume de la calotte est-antarctique actuelle) n'avait été établie de manière précise et déterminante. Des chercheurs du LSCE et de l'Université de Liège viennent d'étudier l'impact de ces deux paramètres sur le climat de l'époque et ont réalisé des simulations inédites du climat au Miocène moyen. En se basant sur leurs calculs, les chercheurs ont, pour la première fois, identifié les conditions climatiques (température, cycle de l'eau, volume de glace) et environnementales (forêts subtropicales) favorisant le développement des hominoïdes en Europe. Plus précisément, ces recherches indiquent quelle gamme de CO2 atmosphérique et quel volume de calotte de glace antarctique ont pu conduire à l'extension d'une forêt subtropicale en Europe à l'époque.

En utilisant un modèle de climat couplé océan-atmosphère et un modèle de végétation dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) (4), les chercheurs ont simulé le climat et la végétation en Europe au Miocène moyen pour différents taux de CO2 et différentes configurations de la calotte antarctique. Leurs résultats indiquent qu'un taux de CO2 supérieur à l'actuel est nécessaire pour commencer à développer une forêt subtropicale en Europe. Plus précisément, la combinaison d'une concentration en CO2 atmosphérique de 560 ppmv et d'un faible volume de glace, soit 25% du volume de la calotte est-antarctique actuelle, contribuerait fortement à produire des conditions climatiques optimales pour le développement de forêts subtropicales en Europe.

Les chercheurs ont également découvert qu'un taux plus fort de CO2 en Europe, équivalent par exemple à 700 ppmv, diminuerait la croissance de végétaux tropicaux. Selon leur modélisation, ce phénomène s'expliquerait par un effondrement de la convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant...) en Atlantique Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) qui perturberait l'apport de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) par l'océan sur l'Europe. De plus, ces résultats révèlent l'impact important au Miocène moyen du volume de glace en Antarctique sur le climat et la végétation européens. En effet, en présence d'un très faible volume de glace en Antarctique, voire en son absence, les changements simulés dans la circulation thermohaline (La circulation thermohaline est la circulation permanente à grande échelle de l'eau des océans engendrée par des écarts de température et de salinité...) (5) provoqueraient un réchauffement de l'Europe, pouvant ainsi favoriser la croissance et l'expansion des forêts subtropicales, tandis qu'une calotte antarctique similaire à l'actuelle aurait tendance à l'inhiber. Les chercheurs espèrent désormais expliquer pourquoi le taux de CO2 atmosphérique a augmenté au Miocène moyen alors que depuis le commencement de l'ère tertiaire, la température n'a quasiment pas cessé de baisser de même que la concentration de CO2. De tels résultats constitueraient un élément majeur pour la compréhension du réchauffement observé au Miocène moyen.


Notes:

(1) Millions d'années.

(2) Les hominoïdes, ou Grands Singes, regroupent les Hommes, Chimpanzés, Gorilles, Orangs-outans et Gibbons actuels.

(3) Partie par millions par unité de volume.

(4) Modèle de biosphère Terrestre et Modèle de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) Générale de l'Océan et Atmosphère FOAM (the Fast Ocean Atmosphere Model).

(5) Il s'agit de la circulation permanente à grande échelle de l'eau des océans engendrée par des écarts de température et de salinité des masses d'eau.


Référence:

Growth of subtropical forests in Miocene Europe: The role of carbon dioxide and Antarctic ice volume
N. Hamon, P. Sepulchre, Y. Donnadieu, A.-J. Henrot, L. François, J.-J.Jaeger, and G. Ramstein, Geology.


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Source: CNRS