Dépôts de poussière sur les calottes glaciaires: un mécanisme de terminaison des âges glaciaires ?


Relation entre le taux de dépôt de poussière et la quantité de poussière dans les carottages de glace.

Ganopolski et al. (2010) mentionnaient un taux annuel de précipitations de 500 mm/an, alors que Gildor et al. (2014) l’estimaient à 400mm/an sur les calottes de glaces pendant le GDM. La densité de neige peut grandement varier suivant la façon dont elle se tasse. Si l’on prend une densité de 500.000 g/m3, le dépôt de neige était en gros de 0.5 *500.000 = 250.000 g/m3-an.

Pour chaque g/m²-an de poussière déposée, les carottes de glace contiendraient 1/250.000 ou 4 ppm.

Ganopolski et al. (2010) ont modélisé le taux maximum de dépôt de poussière durant le DMG comme étant d’environ 50 g/m²-an. Cela correspondrait à des carottes de glace contenant 200 ppm, ce qui semble bien plus élevé qu’en réalité.

Si le maximum de dépôt de poussière était d’environ 25 ppm comme estimé par Ellis et Palmer, cela correspondrait à un taux de dépôt de poussière d’à peu près 6 g/m²-an.

Ganopolski et al. (2010) suggéraient que la poussière n’est pas uniformément mélangée à la neige tout au long de l’année. Il disaient :

 

En réalité, la plupart de la poussière associée à l’érosion glaciaire est déposée durant l’été; donc, on s’attend à ce que la concentration de poussière sur la couche de neige supérieure durant la fonte soit bien plus élevée que dans le cas d’un mélange uniforme durant l’année. De plus, lorsque la neige fond, seule une fraction de la poussière est enlevée par l’eau de fonte et par conséquent, la concentration de poussière dans la neige augmente avec le temps.

Il est à noter que Mahowald et al. (1999) estimaient le taux de dépôt de poussière pour le Groenland et « divers glaciers » (Planche 6b de leur article) à environ 10 g/m²-an durant le DMG. C’est plus bas d’un facteur 5 que l’estimation de Ganopolski et al. (2010) et plus proche de celle d’Ellis et Palmer. La Figure (1c) d’Albani et al. (2016) indiquait que le taux de dépôt de poussière durant le DMG était d’environ 10 g/m²-an à l’extrémité sud de la calotte de Laurentide, diminuant graduellement vers 1 g/m²-an à l’extrémité nord de la calotte. A l’autre extrémité de l’échelle, la Figure 4 de Takemura et al. (2009) indique un dépôt « Arctic » d’environ 0.2 g/m²-an durant le DMG, mais ce n’est que deux fois plus élevé qu’à l’heure actuelle et paraît peu vraisemblable.

slide8

Figure 7. Simulation de l’évolution dans le temps des taux de dépôt de poussière dans le quadrillage sud de la calotte Laurentide (bleu) et sud de la calotte de Fennoscandian (rouge). Ganopolski et al. (2010).

La plupart de la poussière était probablement déposée durant l’été. Il est possible qu’il y ait eu peu de dépôt de neige durant l’été. Par conséquent, pendant cette période la poussière pourrait s’être déposée avec peu ou pas de mélange avec la neige, augmentant la concentration sur la surface durant les mois d’été.

Comme Palmer le dit (à titre privé) :

Pour que la terminaison de la glaciation aille à son terme, il semble important que les calottes glaciaires aient été saturées plus ou moins totalement de poussière du sommet à la base. Le dépôt de poussière récente diminue fortement dans les débuts de la déglaciation ; la continuité de la fonte n’est donc pas entretenue par de la poussière récente mais au contraire par de la poussière ancienne qui est exposée couche par couche par la fonte elle-même. Naturellement, la poussière ancienne est couverte par de la neige fraiche durant l’hiver, mais le fort ensoleillement des latitudes élevées peut suffire à percer cette couche de neige fraiche même sans dépôt important de poussière récente. (C’est peut-être le rôle crucial du fort ensoleillement – percer chaque année la couche de neige fraiche et revenir travailler la vieille glace sale en dessous).

 

Dans ce contexte, il serait important de comprendre non seulement combien de poussière s’est répandue sur les calottes de glace durant un maximum glaciaire, mais aussi combien cela a pris de millénaires pour une couche de neige sale déposée d’atteindre la base des calottes.

 

Il paraît raisonnable de supposer que cela se passait plus rapidement dans les grandes calotte glaciaires qu’actuellement au Groenland, mais c’est difficile à modéliser. Même chose pour la modélisation des taux de dépôt de poussière ; mon impression est qu’il y a somme toute trop de modélisation et trop peu de preuves recueillies en paléoclimatologie.

 

Surface de couverture de poussière déposée

Selon Mahovald et al. (1999), si l’on considère que le diamètre moyen d’une particule de poussière est de 2.5 microns, la surface de couverture de cette particule est estimée à :

3.14 ´ (1.25 ´ 10-6) m2 ~ 5 ´ 10-12 m2.

Et la masse d’une particule de poussière est estimée à:

4/3 ´ 3.14 ´ (1.25 ´ 10-6)3 m3 ´ 1.5 ´ 106 g/m3} = 1.2 ´ 10-11 g

Si le taux de dépôt de poussière est aussi élevé qu’estimé par Ganopolski et al. (2010), c’est-à-dire 50 g/m²-an, le nombre de particules de poussières par m² serait de 50/(1.2 ´ 10-11) = 4 ´ 1012 . La surface couverte par ce nombre de particules serait de 4 ´ 1012 ´ 5 ´ 10 -12 m2 = 20m² par mètre carré. La surface de la calotte de glace serait couverte de couches de poussière multiples. Même avec un taux de dépôt de 6g/m²-an tel qu’estimé par Ellis et Palmer (2016) la surface de couverture de la poussière annuelle serait de 2.5m² par mètre carré. Donc les niveaux estimés de poussière sur les calottes de glace au DMG les feraient apparaître comme très empoussiérés.

Origine de la poussière

Ellis et Palmer (2016) ont passé en revue les données et modèle sur la source de la poussière et les effets de celle-ci sur l’albédo Durant les Âges Glaciaires. Je me contenterai de voir mentionner brièvement quelques points. Il y a peu de doute que la combinaison de basse température et bas CO 2 était néfaste à la végétation. Les auteurs déclarent que cela impactait principalement les altitudes élevées, régions normalement arides, et les régions septentrionales durant l’été. La source déterminée par analyse isotopique fut attribuée aux déserts de Gobi et de Taklamakan, et il existe peu de preuves de glace glaciogénique. Comme Ellis le confie (à titre privé) :

La question est de savoir comment ces pointes de flux de poussière étaient générées durant le dernier millénaire de chaque âge glaciaire. La réponse probable est que la faible concentration de CO2 à chaque maximum glaciaire a conduit à l’extinction de la végétation dans les régions arides d’altitude, les transformant en nouveaux déserts de CO2. Et c’est un scénario qui correspond très bien comme source pour la poussière du Groenland – le Gobi. Le Gobi est principalement une steppe d’herbe, mais sous des conditions de faible CO2 d’un maximum glaciaire le Gobi entier devint un désert de sable en déplacement qui créait de vastes nuages de poussière comme le prouvent les dépôts massifs de poussière sur le Plateau de Lœss en Chine.

 

Et donc la beauté de cette théorie et de l’article est que c’est un simple exercice mental à la portée de n’importe qui, et déjà il explique chaque facette du cycle glaciaire-interglaciaire. Et il explique même ce qui ne l’était pas auparavant – la raison pour laquelle un fort maxima d’ensoleillement de précession échouait à produire la fonte et le réchauffement, et encore moins un interglaciaire.

En bref:

Les âges glaciaires provoquent l’extension des calottes glaciaires à le refroidissement des océans à l’absorption océanique du CO2 = l’asphyxie des plantes sur le plateau de Gobi à de nouveaux déserts de CO2 à la production de poussière à la contamination de la glace pendant 10.000 ans.

Puis :

Augmentation de l’ensoleillement de l’Hémisphère nord (NH) (cycles de Milankovitch) à ablation de surface et fonte de la glace à exposition de la glace et concentration de la poussière à réduction de l’albédo de la calotte à augmentation de l’absorption de rayonnement solaire à augmentation de l’ablation et de la fonte à interglaciaire.

 

C’est un système de rétroaction simple qui est très puissant et opère à l’échelon régional à la différence du CO2 qui est un agent global de rétroaction d’une force indéterminée. Et maintenant nous savons que les interglaciaires sont un phénomène régional plutôt que global, car ils coïncident avec un ensoleillement accru (Milankovitch) dans l’hémisphère nord, et jamais avec un ensoleillement accru dans le sud. Donc la rétroaction principale contrôlant le lancement d’un interglaciaire doit être particulier à l’hémisphère nord, et non global.

Résumé

L’hypothèse mise en avant par Ellis et Palmer (2016) a un mérite potentiel considérable. Le rôle de la poussière dans les terminaisons des Âges Glaciaires est probablement beaucoup plus important que beaucoup le pensent. Il semble probable que des niveaux de poussière anormalement élevés couplés à une forte augmentation de l’intensité solaire aux latitudes élevées fut un facteur majeur de déclenchement de la terminaison des Âges Glaciaires. Co


81 réponses à “Dépôts de poussière sur les calottes glaciaires: un mécanisme de terminaison des âges glaciaires ?”

  1. 7ic (#44),

    Enfin, « ce papier » ne change rien au fait que les changements climatiques passés excluent la possibilité d’une ECS inférieure à 1.5°C.

    Les changements climatiques passés pourraient éventuellement exclure des rétroactions faibles mais certainement pas une ECS inférieure à 1.5 °C. Toujours cette confusion entre isolation et chauffage !
    Est-ce tellement compliqué à comprendre que le CO2 n’est pas assimilable à un forçage (c’est à dire à un chauffage) et que la quantification de son effet ne peut pas être inférée de la réaction du système climatique à une modification, par exemple, de l’albedo ?

  2. tsih (#49),
    Ben oui Tsih , le maître d’école a parlé

    Le maître d’école devrait vous mettre au coin…

    avec punition , vous me copierez cent fois :  » le CO2 n’est pas un acteur , c’est un figurant »

  3. Nicias (#41), tsih (#42), Alertes épistémologiques (suite)

    Mes alertes étaient basées sur une recherche rapideavec Google Scholars, après avoir repéré l’adresse sur Ubydoka (que certains lecteurs de skyfall qui vivent à l’étranger connaissent peut-être). J’ai vu vos réponses ce matin et j’ai profité de mon trajet en TER (le RER du provincial) pour aller plus loin.
    Bien entendu, le contenu d’un papier scientifique est indépendant de la personnalité de l’auteur ou de ses travaux antérieurs.

    J’ai trouvé http://www.climatedepot.com/20…..d-climate/ et surtout le premier commentaire et accessoirement les réponses de R Ellis.
    Tout est écrit.

    J’avais d’abord envisagé un coup monté destiné à décrédibiliser les « réalistes ». Finalement, tout cela ressemble à de la science « Canada Dry ». J. Curry, D Rapp, les reviewers chinois et d’autres n’ont rien vu.

    Une bonne illustration de la crise du système de revue par les pairs ?

    PS : ce n’était pas mon analyse pour le papier de Zharkova et al dans Nature Sci Rep.

  4. Roby W (#53),
    Vous êtes sûr que c’est le même Ralph Ellis qui parle à la fois de Jésus et du CO2 bit player après avoir publié un papier nous annonçant qu’il est responsable de la sortie des âges glaciaires ?
    Si oui , j’arrête de fouiller sur internet

  5. Je prends le train en marche pour faire remarquer que nous sommes toujours en période glaciaire en Antarctique et au Groenland.
    Une glaciation est une série d’anomalies de dépôt de neige suffisante pour se conserver en partie en été et s’accumuler pendant suffisamment d’étés pour se compacter peu à peu et se transformer en glace.
    En général l’humidité de l’air est trop faible à 0°C pour déposer des couches suffisantes de neige pour résister à la fonte d’été. Je doute que les poussières soient un facteur essentiel. La température moyenne de 7°C en juillet avec insolation continue me semble suffisante pour expliquer la fonte chaque été sauf sur les reliefs bien entendu; ou si comme au Groenland, des apports venus de zone plus méridionales d’air plus humide générateur de neige peut être invoqué.
    La température moyenne 0°C en janvier enveloppe correctement les glaciations nord américaines mais leur fonte à l’ouest de la baie de Baffin sur le continent américain, indique seulement que les chûtes de neige y sont insuffisantes depuis 10000 ans pour que les épaisseurs de glace kilométriques qui s’y sont déposées puissent s’y être conservées .
    En Norvège et en Ecosse les températures de janvier sont actuellement positives et le processus de glaciation qui s’y est développé y est actuellement improbable voire impossible.
    En Eurasie les précipitations de moussons sont accumulées sur les reliefs EW qui ont protégé la Sibérie méridionale pourtant suffisamment froide pour des chutes de neige, de toute glaciation. Seule une partie limitée de la Sibérie septentrionale proche de l’océan arctique, baigné par le Gulf-Stream, a possédé un système susceptible d’apporter l’humidité nécessaire à la formation d’importantes couches de neige et a connu des glaciations notables.
    Nicias doit avoir en archive la carte qui montre le dispositif.

  6. 7ic (#44),

    Ah ouais, aucun « papier » ni même papier ne pourra jamais empêcher les benêts de proférer toutes sortes d’affirmations présomptueuses et de trouver des imbéciles pour les prendre au sérieux..

  7. the fritz le testut (#54), OUI, alertes épistémologiques (suite et fin ?)
    Il en parle dans sa réponse au commentaire dans Climat Depôt. Il se dit polymath et se compare à Newton qui faisait aussi des travaux ésotériques.
    J’en ai eu la confirmation ce matin (merci les trajets en TER).

  8. Roby W (#53),

    Il ne fallait pas vous arrêter au premier commentaire puisque son auteur revient à la raison des le troisième commentaire :

    OK…. you caught me. I jumped on the « if it is on Climate Depot and endorsed by Morano it must be Koch brothers sponsored baloney » bandwagon and I did not read the paper before I trashed it. So, I just finished it and in spite of the fact that the primary author is a little eccentric and kooky (actually a lot), his theory is compelling and most likely worthy of further investigation and thought.

    the fritz le testut (#52),

    Je trouve navrant qu’avec vos connaissances du sujet vous ne soyez pas capable que de faire des commentaires de cours de récré.

    Quoi qu’il en soit, le mystère des terminaisons n’étant pas résolu, il est intéressant d’étudier/réétudier toutes les pistes.

  9. Nicias (#60),
    Moi je suis navré que si on vous demande un lien vous n’êtes pas capable de le donner

    5. the fritz le testut | 20/11/2016 @ 17:24 Répondre à ce commentaire

    On peut avoir un lien vers la profession de foi de Trump dont Sarkozy aurait dû s’inspirer ?

    Et puis que voulez vous , quand on a affaire à des gars en culotte courte , il faut s’adapter

  10. Nicias (#60), le coup de Newton et du polymath, c’est après le premier commentaire ! Donc, j’avais lu plus loin.
    😉

    Autre alerte épistémologique, le deuxième auteur (le biochimiste) confirme par écrit ne pas avoir vraiment participé à la rédaction du papier de Géoscience Frontiers.

    the fritz le testut (#54),
    Je regrette de ne pas avoir les compétences et le temps pour analyser le papier de Geoscience Frontiers dans les détails. Pour ce qui me concerne, j’arrête d’intervenir sur ce fil. Chacun se fera sa propre opinion.

  11. phi (#51),

    Est-ce tellement compliqué à comprendre […] que la quantification de son effet ne peut pas être inférée de la réaction du système climatique à une modification, par exemple, de l’albedo ?

    Euh, il varie le CO2 au cours des changements passés, hein ? C’est pas directement comparable aux conditions actuelles donc il y a effectivement des (grosses) limitations (en plus des proxies), mais je vous ai pas donné non plus une valeur exacte, mais une borne inférieure. De toute façon, vu en plus ce qu’on sait des rétroactions, il n’y a pas matière à douter de cette borne inférieure.

  12. Nicias (#60),

    Voilà notre Fritzounet, qui est

    … navré que si on vous demande un lien vous n’êtes pas capable de le donner

    Notre Fritzounet, lui au moins , est capable de tout.
    Comme quand on ne lui demande même pas de donner son opinion sur un certain papier de nous la donner sans sourciller le moins du monde et sans même le lire.
    Cela aurait pourtant occupé notre clown pur sucre plus utilement entre sa portion de tarte aux prunes de 17h et sa confiture de figues du diner.

  13. Dites, meme si c’est légèrement hors sujet, vous avez remarqué que la surface globale de banquise bat tous les records connus, pour le moment ?

  14. Roby Walrus (#63),

    Pour ce qui me concerne, j’arrête d’intervenir sur ce fil.

    Vu la tournure de la discussion et les civilités des transfuges du blog de chez Huet Sylvestre je vais faire de même

  15. 7ic (#64),

    De toute façon, vu en plus ce qu’on sait des rétroactions, il n’y a pas matière à douter de cette borne inférieure.

    Ah bon ? Mais où est l’argument ?

    En quoi de supposées rétroactions sur l’albédo donneraient une indication à propos de la borne inférieure de la sensibilité au CO2 ?
    Vous avez un scoop ?

  16. 7ic (#73),

    Vos « records », on en a rien à f**tre. C’est de la météo liée à un El Nino particulièrement puissant. Et on est toujours d’ailleurs dans l’erreur de mesure.

  17. 7ic (#44 et #64),

    Enfin, « ce papier » ne change rien au fait que les changements climatiques passés excluent la possibilité d’une ECS inférieure à 1.5°C

    De toute façon, vu en plus ce qu’on sait des rétroactions, il n’y a pas matière à douter de cette borne inférieure.

    Nombre de scientifiques qui ont étudié la question ne sont pas exactement de votre avis. Ils ont certainement tous tort, vous êtes si sûr de vous.

  18. phi (#72),

    7ic doit penser que l’accumulation du CO2 va faire fondre une deuxième fois l’inlandsis laurentidien ce qui nous donnera la même sensibilité aujourd’hui au C02 que lors d’une sortie d’un interglaciaire. Allez savoir…

  19. phi (#72),
    Faisons un calcul rigolo. Soyons fous et mettons la rétroaction vapeur d’eau-lapse rate à 0 (c’est idiot, mais on est fous). On prend 0.3 W/m2/K pour l’albédo de surface et 0.5 W/m2/K pour FAT et le déplacement vers les pôles des storm tracks qu’on voit tout deux dans les obs. Vous allez me dire, oui mais pas de rétroaction de la vapeur d’eau, c’est une diminution de l’humidité relative donc une diminution des nuages donc une rétroaction positive vu que les nuages, dans l’ensemble ça refroidit. On ne la prend pas en compte non plus. On trouve donc ECS = -3.7/(-3.3 + 0.3 + 0.5)=1.5°C.
    Marrant non ? On n’a même pas utilisé l’amplification par la vapeur d’eau, qui est indiscutable.

  20. 7ic (#78),
    Ce n’est peut-être pas fou mais débile. Vous continuez à considérer le CO2 comme un forçage et prenez en compte les rétroactions qui vont avec. Cela n’a aucun sens! Mettez vous bien dans la tête que le CO2 modifie la structure radiative de l’atmosphère et qu’il impacte ainsi la convection et le gradient de température.

    Vous confondez isolation et chauffage.
    Faudra vous le répéter combien de fois ?

  21. 7ic (#78),

    En fait tout ce qu’on sait à peu près c’est que:

    ECS = -3.7 / ( -3.3 + x ) avec x inconnu et même pas forcément positif.

    Mais soyons vraiment fou et mettons vraiment la vapeur d’eau et tout ce qu’on a sûrement dû oublier entre deux banquets de colloques à 2.5 W/ m2 / K.

    ECS = -3.7 / ( -3.3 + 0.3 + 0.5 + 2.5 ) = doom and gloom

    Marrant non ?

  22. Christial (#76), en voyant ce graphique il me vient une idée amusante : et si on faisait la moyenne de tout ça, de tous ces calculs savants et analyses de haut vols rédigées par des pontes internationaux de la compréhension de la science climatique ?
    Sûûûûrement que ça donnerait un truc très proche de la vérité vraie, non ?
    En fait, je sais, nous aurions la réponse exacte. Il ne peut pas en être autrement : la moyenne de 50 brillantes analyses sur la sensibilité de la température en fonction du taux de CO2 ne peut que donner la sensibilité exacte : il n’est pas possible que tous ces spécialistes se plantent en même temps…

    Ca me rappelle cette histoire sur le nez de l’empereur de chine…

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