La dendroclimatologie


L'analyse du pollen

L’ensemble des spectres polliniques le long de la carotte est assemblé graphiquement pour fournir un diagramme pollinique dont la complexité dépend du nombre de taxons comptés. L’interprétation d’un tel diagramme est complexe à cause du grand nombre de processus intervenant entre la végétation émettrice et son enregistrement dans le sédiment. Comme dans la plupart des disciplines paléontologiques, l’interprétation se fait par comparaison avec des données actuelles. Ceci supppose que le principe d’uniformité, en vertu duquel le présent est la clé du passé, est bien vérifié. Il l’est en général pour les données du Quaternaire. Pour mener à bien cette vérification, on prélève des échantillons polliniques actuels (ou récents) dans des mousses qui permettent une conservation de plusieurs années et on en compare les spectres polliniques anciens à ceux de la végétation actuelle. D’un point de vue qualitatif, on peut déjà se faire une idée des liens existant entre abondances polliniques et composition de la végétation. Par exemple, l’étude d’un transect altitudinal constitue une image de ce qui s’est passé lors d’un refroidissement du climat. Beaucoup de publications sont basées sur ce type d’approche. Mais si on prélève des spectres polliniques actuels dans des végétations aussi diverses que possible, on peut traiter le problème de manière quantitative et établir des clés d’interprétation objectives. La méthode des analogues permet d’obtenir des informations quantifiées sur le climat en calculant un indice de distance entre chaque spectre fossile et l’ensemble des spectres actuels. Les meilleurs analogues sont les spectres actuels avec la distance la plus faible, c’est-à-dire ceux qui ressemblent le plus au spectre fossile. On calcule alors la moyenne du climat de ces meilleurs analogues, ce qui donne le climat reconstruit pour le spectre fossile. (extrait du livre Paléoclimatologie, enquête sur les climat anciens Duplessy & Ramstein (eds) : Interface air-végétation : le pollen, J. Guiot, p. 229-233)
Les archives glaciaires polaires

La méthode la plus couramment utilisée pour reconstruire les variations passées de température au centre de l’Antarctique et du Groenland repose sur l’analyse de la composition isotopique de la glace. L’étude de l’abondance des formes isotopiques de la molécule d’eau dans les précipitations, initiée dans les années 1950 par Dansgaard, a permis de mettre en évidence une relation spatiale entre appauvrissement en isotopes lourds et température du site, relation qui est à la base de la notion de « thermomètre isotopique ». Les eaux naturelles, formées principalement des molécules H216O (99,7 %) (le 16 indiquant qu’il s’agit de l’isotope 16 de l’oxygène), présentent également des formes isotopiques stables plus rares, parmi lesquelles 0,2 % de H218O et 0,03% de HD18O (D représente le deutérium 2H). Les concentrations isotopiques sont exprimées en écarts pour mille, en notation δD ou δ18O par rapport à un standard international, le V-SMOW. Aux latitudes tempérées et polaires, on observe une relation linéaire entre les rapports isotopiques des précipitations actuelles et la température du site.
La reconstruction des températures passées s’appuie sur la mesure du rapport isotopique d’une fine bande de glace prélevée le long des carottes, puis sur l’application de la relation isotope-température. Cette estimation des changements passés de température repose sur l’hypothèse que la relation spatiale actuelle est applicable pour estimer la différence de température entre deux périodes données au site de forage ; elle suppose que cette pente dite « temporelle» est égale à la pente spatiale. Dans le meilleur des cas, la précision des mesures par spectrométrie de masse atteint ± 0,5 pour mille pour δD et ± 0,05 pour mille pour δ18O.
