Dépôts de poussière sur les calottes glaciaires: un mécanisme de terminaison des âges glaciaires ?
Par Donald Rapp
Dans un récent article, Ellis et Palmer (2016) ont proposé que le dépôt de poussière sur les calottes glaciaires géantes, réduisant ainsi leur albédo, fut un facteur principal de la terminaison des Âges Glaciaires durant les 800.000 dernières années.
Contexte
L’origine et les causes des Âges Glaciaires quasi périodiques durant les 800.000 dernières années est un sujet fascinant qui a capté l’attention de nombre de scientifiques. Des centaines d’articles ont été publiés, et un consensus s’est constitué selon lequel un facteur clé est le modèle dit de Milankovitch sur l’ensoleillement variable des hautes latitudes nord en raison d’oscillations de l’orbite terrestre. Bien que ce modèle corresponde assez bien en général aux données des carottages de glace et de sédiments, il y a quand même quelques exceptions et déviations notables. La chose la plus difficile à expliquer est la terminaison des Âges Glaciaires et pourquoi ils prennent fin si rapidement.
En passant en revue la littérature traitant des Âges Glaciaires, j’ai trouvé un fort consensus sur la variabilité de l’ensoleillement des hautes latitudes nord et le rôle des modifications du taux de CO2, mais beaucoup moins sur celui de la poussière. Les modèles qui n’incluaient pas normalement la poussière se limitaient à la poussière en suspension dans l’atmosphère, plutôt que celle déposée sur les calottes glaciaires. Les compendiums passant en revue le sujet des Âges Glaciaires minimisent typiquement le rôle de la poussière. Par exemple, le compte rendu de Berger & Qin (2012) ne contient pas le mot « poussière ». Même mon propre livre (Rapp, 2012) ne contient qu’une discussion minimale sur la poussière glaciaire. Cependant, quelques articles, particulièrement ceux de Ganopolski et al. ont mentionné l’importance des dépôts de poussière comme un facteur important de la terminaison des Âges Glaciaires.
Dans un article récent, Ellis & Palmer (2016) suggéraient que le dépôt de poussière sur les calottes glaciaires géantes, réduisant ainsi leur albédo, était un facteur important de la terminaison des Âges Glaciaires au cours des 800.000 dernières années. Dans leur modèle, les terminaisons se produisent lors d’une accumulation extrême de poussière dans un Âge Glaciaire avancé en même temps qu’une augmentation rapide de l’ensoleillement. Ils ont présenté des arguments en faveur de cette hypothèse s’appuyant sur des données déjà disponibles de carottages glaciaires montrant une grande accumulation de poussière précédant la fin d’un Âge Glaciaire, en même temps qu’une réécriture douteuse de variabilité solaire type Milankovitch. Cependant, Ellis et Palmer (2016) ne font que brièvement référence sur les travaux précédents concernant le rapport entre le dépôt de poussière et la terminaison des Âges Glaciaires, et il semble intéressant de parcourir les données et modélisations relatives au dépôt de poussière développées avant leur article, pour établir une base avant l’examen de la thèse d’Ellis et Palmer (2016).
Analyse des travaux antérieurs
A partir des années 90, un certain nombre de chercheurs ont tenté d’analyser les cycles de glaciation à l’aide de modèles globaux du climat. Pour cela, ils ont tenté de prendre en compte tous les facteurs produisant des « forçages » qui induisaient un changement climatique dans le cycle de glaciation, y compris les effets de la poussière. Nombre des premiers articles n‘envisageaient que l’effet de la poussière en suspension dans l’atmosphère – produisant un net effet de refroidissement par réflexion de la lumière solaire. Un petit nombre cependant prirent en compte le dépôt de poussière sur les calottes glaciaires comme une cause importante de la terminaison des Âges Glaciaires.
Peltier et Marshall (1995) disaient:
… nos analyses suggèrent que les variations d’albédo dans la zone d’ablation de la calotte de glace causées par le chargement de poussière peuvent représenter un mécanisme d’ablation extrêmement important. En utilisant notre paramétrisation de neige « sale » dans la zone d’ablation nous trouvons que le retrait de glace est fortement accéléré, au point que s’ensuit l’effondrement complet de la calotte de Laurentide qui autrement serait restée stable.
Merci à Scaletrans pour la traduction de ce très long article.
Pourquoi passe t-on d’une ère glaciaire à un interglaciaire ? On ne sait pas trop. Et pourtant les modèles savent faire (avec un pôle nord trop chaud et un équateur trop froid pendant une glaciation).
Grand merci Scaletrans !
Article très intéressant.
En effet en regardant les carottages antarctiques on s’étonne de voir les paliers de descente de la température qui durent longtemps jusqu’à un moment où celle ci remonte rapidement. On note aussi que le retard C02 est important à la descente alors qu’il est petit (800 ans selon certains, 200 ans selon d’autres) à la remontée.
Sachant que l’origine de tout ceci est dans les paramètres de Milankovitch, on pense naturellement à l’hypothèse que sur la terre on trouve des situations de rétroaction négatives (stables) ou positives (instables) selon les moments.
Les poussières sont un excellent candidat pour les rétroactions positives en partant de surfaces de neige ou de glace, situées assez bas en latitude.
Il me manque des informations sur la vitesse à laquelle la mer absorbe le CO2 et la vitesse de restitution dans l’atmosphère.
Il me manque aussi des informations sur le comportement des plantes quand le CO2 baisse. N’y aurait-il pas des seuils?
On sait par ailleurs qu’avec le CO2 qui monte comme maintenant, des zones limites désertiques reverdissent. Ceci est constaté avec les images des satellites.
On se souvient aussi qu’à l’époque des dinosaures (- 250 à – 150 MA) le CO2 était de l’ordre de 5 fois supérieur à maintenant. Ceci permettant aux plantes de pousser rapidement pour alimenter les végétariens gigantesques sur des surfaces limitées, lesquels étaient les proies des carnivores aussi gigantesques.
En attendant, selon Habibullo Abdussamatov, un nouveau petit âge glaciaire a commencé en 2015.
S’il faut mettre les points sur les « i » ,et résumer, les variations du cycle de Milanko ne change en rien la chaleur totale reçue par la Terre ; seule la répartition entre pôles et équateurs change; si la Terre entière rentre dans des glaciations c’est l’albédo des terres et des mers englacées qui expliquent le manque de Watts par mètre carré et les dérèglements climatiques ( accumulation de loess suite aux sécheresses arctiques)
Cela a été maintes fois évoqué que les poussières et le black carbon de la révolution industrielle fait régresser banquises et calottes de l’hémisphère Nord , alors que le pôle Sud n’enregistre que l’augmentation de CO2 qui visiblement ne trouble pas trop sa quiétude
Excellent article.
J’avais déjà signalé l’article scientifique original qui est en open access à plusieurs reprises ici.
C’est une théorie particulièrement crédible par rapport à tout ce qui a été « élucubré » jusqu’ici et qui montre que le CO2 pourrait bien déterminer les sorties de périodes glaciaires et ce par un mécanisme n’ayant rien à voir avec l’effet de serre mais simplement parce qu’il est resté trop bas pendant assez longtemps.
J’ai un peu de mal à comprendre :
Cet article affirme-t-il que
– la poussière a mis fin à certaines ères glaciaires ?
– ou que la poussière accélère la fonte des indlansis et glaciers ?
Je comprendrais la seconde proposition, par le pelage régulier et amplifié dans un climat plus chaud.
Mais j’ai du mal à croire que l’albedo diminué sur la zone arctique suffise à réchauffer ne serait-ce que l’hémisphère nord !
En effet, si l’ensoleillement est de retour, le système océanique – stockage de la chaleur (Pacifique), expulsion en quantités de vapeur d’eau – doit être suffisamment puissant pour fondre les glaciers trop avancés vers le sud… Et son démarrage (ou son arrêt) représente les ruptures sur les graphiques.
amike (#7),
Il affirme les deux. Un nouveau cycle orbital favorable de Milankovitsch (insolation élevée en été par 65 °N) n’est pas suffisant pour sortir d’une ère glaciaire, il faut en plus que le manque de CO2 ( < 200 ppm) ait duré assez longtemps depuis le dernier interglaciaire pour désertifier une bonne partie de la terre, (montagnes, latitudes moyennes et élevées), et ainsi former de grandes quantités de poussières et aérosols pour se déposer et diminuer l'albédo dans la région arctique.
tsih (#6),
Merci, j’ai rajouté le lien en début d’article.
https://www.oecd-nea.org/rwm/pubs/2002/3614-handling-timescales.pdf#page=174
(edwarsson et al 2002 p. 174).
Oui, les interglaciaire correspondent précisément aux périodes ou le changement d’insolation n’est plus suffisant pour expliquer les variations du volume de glace.
Notons que la terminaison III est absente de ce graphique (top).
the fritz le testut (#5), Affirmation inexacte. Regardez Wikipédia qui l’explique.
ISARD (#10),
Qu’est-ce qui est inexacte ? Fendez vous au moins d’une phrase ou deux
tsih (#8),
Vous êtes devenu réchauffiste ou quoi ? Les variations du CO2 sont la conséquence de l’évolution de la biosphère pendant les changements climatiques liés aux cycles de Milanko, ce n’est pas l’inverse
the fritz le testut (#12),
Mais comment expliquer la désertification sans déficit de CO2 ? Ce déficit était-il du à une hausse de l’absorption par les océans en raison du refroidissement ? C’est l’hypothèse la plus probable. Absorption non contrebalancée par la consommation végétale bien sûr.
scaletrans (#13),
Toutafé, et pas seulement pour des raisons physiques , mais pour la simple raison que la circulation thermo haline couvre de moins en moins de fonds océaniques qui accumulent la matière organique
Alertes épistémologiques ?
J’avais déjà fait part de mes très grandes réserves sur ce papier, bien que je ne sois ni paléoclimatologue, ni chimiste et encore moins modélisateur. Et uniquement sur la base de l’environnement de l’article, sans raisonner sur le fond.
1) Le deuxième auteur est un universitaire dont c’est la première publication sur le domaine.
2) Le premier auteur n’est pas affilié à une institution, et dans l’article, il est domicilié chez une société de boîtes postales bien connue des expatriés français, et dont l’adresse ne ressemble pas à une boîte postale.
3) Le premier auteur semble inconnu et sortir de nulle part ; serait-ce un archéologue ?
4) Donald Rapp remarque « Ellis et Palmer (2016) ne font que brièvement référence sur les travaux précédents concernant le rapport entre le dépôt de poussière et la terminaison des Âges Glaciaires, » .
5) La revue est une revue « Open Source » géré scientifiquement par des chinois, avec un contrat chez Elsevier (qui n’a pas de responsabilité éditoriale).
Alors quand je vois tout ça, je cherche le loup. Et Judith Curry comme les reviewers chinois ont pu laisser passer ce papier sans voir les petites lumières rouges. Si le deuxième auteur n’avait pas été formellement identifié, j’aurais imaginé un papier du type « Transgressing the Boundaries: Towards a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity« , c’est-à-dire un coup monté, un complot des chinois [Trump et al., 2012].
Mais peut-être que toutes ces alertes épistémologiques sont explicables ?
C’est sur ce genre de questions que GED pourrait intervenir positivement sur ce forum : qu’elle enquête sur ce papier !
😉
Merci à ScaleTrans pour ce travail de traduction et de permettre ainsi une discussion.
Roby Walrus (#15), accessoirement,
Le papier en question fait l’objet d’une tribune dans Forbes, par Chuck Devore (« New Theory: CO2 And Climate Linked — But Not In The Way The ‘Consensus’ Tells Us« ), quelques jours après sa publication dans GeoScience Frontiers. Les compétences en physique de Chuck Devore sont comparables à celles de Myron Ebell ou Vandana Shiva.
Dans Forbes, tout le monde peut exprimer son point de vue !
the fritz le testut (#12),
Et si vous vous donniez la peine de lire le papier original pour comprendre ce qu’il dit et accessoirement ce que j’en dis?
the fritz le testut (#12),
Le CO2 est une conséquence donc ça peut pas contribuer aux changements de température globale, c’est le raisonnement ? Mais les « poussières », elles sont la conséquence aussi des cycles de Milanko, non ? Et il peut y avoir quand même des rétroactions liées à ces poussières, n’est ce pas ? Mais pas le CO2. Le CO2 aurait-il des propriétés particulières et obéirait-il à une autre physique ?
D’autre part, on est ici sur la transition et non la rétroaction à l’équilibre, parce qu’une fois les calottes disparues, le rôle des poussières sur les calottes, c’est pas beaucoup…
PS : vous auriez une définition de « réchauffiste » ?
Roby Walrus (#16),
Vous citez Vandana Shiva.
Pour tous ceux qui souhaiteraient en savoir davantage à son sujet, sur le site d’Anton Suwalki,
http://imposteurs.over-blog.com/
lire ses deux articles récents sous le titre :
Vandana Shiva, docteur en pipeaulogie
http://imposteurs.over-blog.co.....gie-1.html
http://imposteurs.over-blog.co.....gie-2.html
Nous sommes d’accord,
Roby Walrus (#20),
Superbe peau d’âne bien méritée !
L’autre jour j’ai entendu à la télé Michelle Rivasi expliquer sa conception du monde.
Même tonneau.
Effrayant.
7ic (#18),
Bon , faut crever l’abcès ; je n’ai jamais dit que le CO2 n’a pas de rétroaction positive sur les températures ; je me suis d’ailleurs fait allumer X fois ici parce que je ne contestait pas les qualités de GES du CO2 ; après on peut discuter sur son poids dans le réchauffement actuel ; je pense que Lindzen est encore un peu optimiste de ce côté là; si tu avais lu mes posts ci dessus , je pense que tu aurais compris que je suis cent fois d’accord pour dire que l’accumulation de poussière sur les glaces à sans doute une action sérieuse sur la pérennité de celles-ci
On peut dire la même chose pour les températures
Par contre ce qu’il faudrait que vous acceptiez , c’est que si l’hémisphère Nord s’est désertifié pendant les glaciations , ce n’est pas à cause du CO2, c’est à cause du froid et de la sécheresse ( l’air froid est sec , faut-il le rappeler) ; et si le CO2 atmosphérique à baissé , c’est parce que le C qui était massivement présent dans la biosphère terrestre et les sols a petit à petit disparu de la surface terrestre et l’atmosphère pour se concentrer dans la biosphère marine et les fonds océaniques ; et quand les cycles de Milanko se sont inversés , que les banquises on commencé à régressé , c’est l’inverse qui s’est passé ; je n’aime pas beaucoup Bard qui est un réchauffiste patenté, mais lisez
https://geosci.uchicago.edu/~rtp1/BardPapers/Bard02PhysicsToday.pdf
et vous comprendrez le rôle des océans et de la circulation thermohaline dans le cycle du CO2
tsih (#6),
Vous allez encore plus loin que Bard et Shakun pour encenser le rôle du CO2 dans la sortie des ères glaciaires ; eux au moins ils laissaient aux cycles de Milanko l’initiative de la sortie en mettant en avant le rôle du CO2 et de son effet de serre dès que la balle était engagée ; vous vous allez plus loin ; c’est le CO2 qui donne le coup d’envoi
the fritz le testut (#23),
Oui, c’est vrai. Ceci dit avec le verdissement en cours, on peut se douter qu’un peu de CO2 en moins n’est pas sans conséquence.
Nicias (#25),
Certes , mais on n’est plus dans les mêmes gammes de teneur
the fritz le testut (#24),
Vous n’avez toujours pas lu ce que les auteurs de l’article proposent ? Le maître d’école devrait vous mettre au coin…
Le CO2 n’agit pas via l’effet de serre mais en affamant et tuant progressivement la végétation quand il reste suffisamment longtemps sous les 200 ppm pendant une ère glaciaire. Résultat = désertification = érosion aérienne = formation massive de poussières = dépôts massifs sur les glaces arctiques = diminution de l’albédo. C’est seulement près un temps suffisant qu’on a une diminution suffisante de l’albedo et c’est alors et alors seulement que la sortie du glaciaire devient possible dès l’arrivée du prochain cycle favorable de M. Sans cette condition d’albédo remplie un cycle favorable de M. a beau survenir il ne suffit pas pour sortir du glaciaire et ceci explique bien semble-t-il les données disponibles.
the fritz le testut (#26),
Voir notamment la figure 4 de l’article original qui montre bien la corrélation entre accumulation de poussières et sorties de glaciaires
scaletrans (#13),
the fritz le testut (#14),
Nicias (#25),
Je pense qu’il serait utile de revoir la discussion fort intéressante de l’intervention de Lindzen à l’APS en 2014 ici : http://www.skyfall.fr/?p=1280 . Dans les paramètres évoqués avec Monmon et Sam entre autres à l’époque, il y avait la limite pluie/neige qui signale la zone de plus grande épaisseur de la calotte glaciaire nord et aussi de la banquise permanente. Entre glaciation et interglaciaire, elle migre rapidement vers le nord mais je ne crois pas que l’ensoleillement à 65 °N y soit pour quelque chose. La neige est toujours majoritairement blanche et 2 °N de plus ou de moins n’y font pas grand chose.
Par contre, si cercle polaire varie de 2°N, le tropique du Cancer aussi et là 200+ km de plus sous le soleil à la verticale cela fait une quantité d’eau plus importante et au moins de l’eau beaucoup plus chaude qui fait fondre la glace plus efficacement que la température de l’air à cause de sa capacité thermique. La variation vers le nord de la limite pluie neige au cours de la transition est de l’ordre de 1000 à 2000 km dont l’atmosphère se trouve brusquement nettoyée des poussières d’où la trace concentrée dans les carottes glaciaires.
Quant au CO2, il est accumulé dans les océans en période froide et dégazé rapidement, cinétique cubique, avec la remontée des SST qui accompagne l’augmentation d’énergie s’accumulant dans les océans à partir de la zone tropicale. J’ai mis l’ensemble de la discussion de skyfall, encore lisible bien sûr, à la suite du papier de Nicias, sur un pdf ici : https://dropcanvas.com/r3g13 , pour archivage perso éventuel.
tsih (#28),
Vous l’avez sans doute répété X fois : corrélation ne veut pas causation
the fritz le testut (#30),
Ben ouais hein, comment voulez-vous que le CO2 puisse causer quoi que ce soit de quelque manière que ce soit, c’est impossible et contre la religion.
the fritz le testut (#30),
Causalité, pas causation.
tsih (#27),
« Le CO2 n’agit pas via l’effet de serre mais en affamant et tuant progressivement la végétation quand il reste suffisamment longtemps sous les 200 ppm pendant une ère glaciaire. Résultat = désertification = érosion aérienne = formation massive de poussières = dépôts massifs sur les glaces arctiques = diminution de l’albédo »
Corrigez-moi si je n’ai pas bien compris, mais il me semble que vous dîtes que le CO2 agit par son absence, ce qui est pour le moins paradoxal. Je suis d’accord sur l’effet du manque de CO2 mais votre formulation manque de rigueur
philippe33 (#32),
Yes , indeed
tsih (#31),
C’est quoi votre religion ? Le CO2 fait pousser les plantes et permet aux algues de se développer ; en dehors de cela il est le jouet du volcanisme et de la sédimentation
tsih (#27),
Non , puisque vous me faites un condensé ; mais est-ce que d’après vous le CO2 est aussi responsable des événements de Dansgaard-Oeschger
tsih (#31), c’est pas que c’est impossible, c’est juste que c’est improuvable dans l’état actuel des connaissances.
Comme la majorité des interprétations proposées ici : intéressantes, plausibles, tout comme leur contraire qui est défendable, intéressant et plausible également… mais improuvables…
the fritz le testut (#35),
Si vous n’existiez pas il faudrait vous inventer comme exemplaire d’animal à étudier par les savants pour vos aptitudes remarquables à vous contorsionner en pretzel.
Ah ouais !
Et bien sûr vous ne pensez pas un instant que si je me suis finalement résolu gentiment à vous faire un petit condensé de l’article en question c’est plutôt parce que vous aviez été trop fainéant pour le lire et donc vous ne l’aviez toujours pas lu et non pas l’inverse comme vous nous le serinez avec votre logique de bazar.
D »après moi ? Ah celle-là aussi mérite le détour !
Et bien sûr vous ne pensez pas un instant qu’on n’était dans tout ce qui précède pas en train de parler de moi ou d’un de mes papiers ou de mes « théories » mais juste de ce que nous disent un certain Ellis et Palmer dans un certain papier.
Et là non plus, bien sûr, vous ne pensez pas un instant que le problème dont on parlait concernait votre religion et non pas la mienne dont en l’occurrence on s’en fout complètement.
Bon tant pis, c’est pas grave, on va pas en chier une pendule.
Roby Walrus (#15) et personne ne reprend, ne vérifie ou approfondit ma (meta) analyse du papier [Ellis & Palmer, 2006] pour la confirmer ou l’écarter ? Pourtant, il y des lumières rouges (aka des grosses alertes épistémologiques) !
Roby Walrus (#38),
On peut lire l’article directement et le juger sur pièce. C’est ça le premier filtre, pas la couleur des vêtements des auteurs.
De plus l’auteur de l’article ici est Donald Rapp (« Ice Ages and Interglacials » Springer second edition 2012).
Nicias (#39),
Oui, tout à fait et c’est le seul critère qui compte vraiment . Einstein n’était rien et affilié à rien quand il a produit ses travaux révolutionnaires.
J’ai lu ce papier et je l’ai trouvé globalement clair et bien argumenté, plausible, très intéressant et bien plus convaincant que tout ce que j’ai lu sur le sujet et la moyenne de ce qu’on lit sur le climat en général. Je n’ai pas vu de « loup » a priori mais je n’ai pas tous les éléments pour vérifier et quantifier leur hypothèse et en particulier leurs estimations de forçages qui sont censés la supporter.
Et comme toujours une idée nouvelle comme celle-là doit bien sûr être confirmée ou infirmée.
tsih (#40),
Oui l’hypothèse est intéressante et tiens debout. Cela veut pas dire que le problème de la transition glaciaire/interglaciaire est settled pour autant.
,Nicias (#41),
Ce papier, contrairement ce qu’ont l’air de croire certains ici, n’est certainement pas « climatosceptique » sous prétexte qu’il n’invoque pas l’effet de serre du CO2 mais un effet lié à son interaction avec le phénomène émergent appelé vie pour expliquer un phénomène de paléoclimatologie. Et il ne prétend d’ailleurs pas qu’il n’y a pas d’effet de serre du CO2.
Et ce papier, contrairement à ce que croient d’autres ici, n’est évidemment pas non plus « réchauffiste » sous prétexte qu’il attribue un rôle majeur au CO2 dans les changements climatiques sur cette planète.
tsih (#42),
Tsih nous fait du Ramstein
tsih (#42),
Enfin, « ce papier » ne change rien au fait que les changements climatiques passés excluent la possibilité d’une ECS inférieure à 1.5°C (est ce « réchauffiste », ce que je dis là ? ).
tsih (#42),
Tsih, on t’a expliqué plus haut que les poussières ont sans doute une rétroaction positive sur la fonte des banquises et des glaces ; je ne sais pas si vous êtes montagnard ou skieur , mais lorsque au printemps on se prend les poussières d’un coup de siroco qui rougissent les neiges , cela sent la fin de la saison de ski, et pourtant cela fait en général cinq mois que la teneur en CO2 est la plus forte de toute l’année , dans notre hémisphère du moins
On t’a aussi expliqué que ce s’il y a des poussières dans l’atmosphère pendant les glaciations , c’est pas par manque de CO2, mais à cause du froid et de la sécheresse des climats polaires ; mais comme dit plus haut , tu peux emboiter le pas à Gilles Ramstein pour expliquer les épisodes de snowball earth, des glaciations diverses et variées qui ont affectées la Terre , les extinctions , les dinosaures et les comètes qui frappent la Terre
Mais bon, concernant ton mentor Donald Rapp, je n’ai certes pas son pedigree ; mais je n’ai pas non plus attendu 2013 pour m’intéresser aux climats de la Terre .
Son expérience est éloquente
2010-2013, auhored major works on climate change and missions to Mars
tsih (#42),
Je pense qu’il faudrait qu’il commence à planter des arbres sur Mars ( il y a plus de CO2 dans l’atmosphère là-bas que chez nous) pour faire sortir cette planète de sa glaciation qui dure depuis des milliards d’années
tsih (#42),
Zut ,le cursus de Donald
http://home.earthlink.net/~drdrapp/
the fritz le testut (#46),
je ne trouve pas ses publications en climat.
C’est où ?
…
7ic (#47),
Aux abonnés absents sans doute; je pense qu’il a juste écrit un bouquin
the fritz le testut (#45),
Ben voyons.
7ic (#44),
C’est de la divination assistée par ordinateur: autrement dit, ça ne vaut pas mieux que l’examen des entrailles de poulet.
Plus généralement, le seul effet prouvé du CO2 concerne la végétation.