Projet ANR-10-PDOC-0002 – COCLICO : Nouvelles COntraintes sur les évolutions du CLImat par la variabilité passée du bilan du CO
Programme : Retour Post-Doctorants (RPDOC) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Xavier FAÏN (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-ALPES SECTEUR ALPES)
Partenaires : Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement; Laboratoire Interdisciplinaire de Physique
Montant : 256149.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 36 mois
Résumé : De nombreuses espèces réactives à temps de vie relativement courts (de l’ordre de quelques semaines à quelques mois) influencent indirectement le climat en affectant la capacité oxydante de l’atmosphère et les cycles de gaz à effet de serre majeurs. Entre autres, le monoxyde de carbone (CO) joue un rôle central dans les interactions qui lient chimie atmosphérique et climat. Il influence directement les teneurs en radicaux hydroxyles (OH), et possède un potentiel de réchauffement indirect significatif par son impact sur les cycles du méthane et de l’ozone. Dans le cadre du projet COCLICO, des contraintes nouvelles sur les évolutions du bilan du monoxyde de carbone lors des variations passées du climat et sous les pressions anthropiques seront apportées en associant l’exploitation des archives glaciaires à une approche de modélisation du cycle biogéochimique de cette espèce (0D et 2D). En progressant dans notre connaissance du bilan évolutif du CO, on parviendra à lever des incertitudes sur les évolutions passées de la capacité oxydante de l’atmosphère, et à préciser l’importance de ces évolutions dans le bilan du méthane. Les évolutions atmosphériques des rapports de mélange et isotopiques du CO seront reconstruites sur des périodes passées ciblées en s’appuyant sur des développements de spectrométrie laser extrêmement innovants dédiés aux archives glaciaires. Une détection optique OF-CEAS (Optical-Feedback Cavity-Enhanced Absorption Spectrometer) à 2.33 um couplée à la CFA (Continuous Flow Analysis) permettra la mesure en continu des rapports de mélange du CO dans les carottes de glace. D’éventuels processus de production in situ du CO dans les glaces du Groenland seront évalués par la mesure simultanée de différents traceurs organiques (acides organiques, DOC/TOC et aldéhydes). Les rapports isotopiques 18O/16O et 13C/12C du CO seront obtenus à partir d’échantillons de glace de ~100 cm3 en associant l’OF-CEAS dans l’infrarouge moyen (4.33 um : utilisation d’un laser à cascade quantique) à une ligne d’extraction et de préconcentration sous vide. Ces données originales viendront contraindre un modèle 2D chimique aux moyennes et hautes latitudes sud. Des développements spécifiques sur ce modèle déjà disponible auront été réalisés au préalable afin de le rendre opérationnel pour cette application. Spécifiquement, l’impact des émissions anthropiques sur le bilan du CO se verra caractérisé sur la période industrielle (1850-présent) afin de réduire les incertitudes qui demeurent associées au forçage radiatif de l’ozone troposphérique, un gaz à effet de serre majeur. Les rétroactions du cycle du monoxyde de carbone lors des changements climatiques majeurs ainsi que leurs impacts sur le bilan du méthane et sur la capacité oxydante seront évaluées par l’étude du dernier maximum glaciaire (21 000 BP) et de sa déglaciation (21 000 - 10 000 BP). Il s’agira entre autres d’expliquer l’augmentation de 40% des teneurs en méthane pendant cette déglaciation et de préciser l’impact des feux de biomasse sur les interactions chimie-climat. Plus largement, les données qui seront acquises dans le cadre du projet COCLICO aideront à forcer en conditions passées les modèles couplés chimie-climat en vue d’une amélioration de leur simulation pour le futur.