Projet ANR-14-CE01-0005 – ISOBIOCLIM : D/H des biomarqueurs : nouvelles méthodes de reconstitutions du cycle hydrologique tropical
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de l'environnement (DS0101) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Guillaume Leduc (CEREGE)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 230241.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 60 mois
Résumé : Les tropiques sont moteurs du cycle de l’eau, et les projections des précipitations d’ici la fin du XXI ème siècle prédisent des changements extrêmes qui vont perturber les écosystèmes et les sociétés. Mais il existe encore une grande incertitude aux basses latitudes sur la façon dont la pluviométrie va changer en réponse au réchauffement climatique global, car les projections des précipitations simulées par les différents modèles divergent, posant des questions sur la vulnérabilité et l’adaptation des populations dans les pays de la zone intertropicale. La simulation des paléoclimats est devenu un outil incontournable pour évaluer la performance des modèles en dehors de la période instrumentale. Il est donc essentiel de documenter les paléo taux de précipitations tropicales afin de porter un diagnostic sur les projections des modèles.
Le projet de recherche « ISOBIOCLIM » vise à caractériser les changements temporels du cycle hydrologique tropical pendant l’Holocène récent en étudiant les changements des paléo-précipitations dans la zone du Pacifique équatorial. La variabilité climatique saisonnière, interannuelle et interdécennale du Pacifique tropical est notoirement connue pour affecter des zones tropicales très éloignées du Pacifique équatorial telles que les régions influencées par les systèmes de mousson. La meilleure compréhension des téléconnexions climatiques ayant pour origine une perturbation du cycle de l’eau au sein du Pacifique tropical est donc essentielle pour mieux appréhender la sensibilité du cycle hydrologique tropical à des perturbations climatiques naturelles et anthropiques.
Le projet s’articule autour de l’étude de séquences sédimentaires marines à très fort taux de sédimentation collectées dans le Pacifique équatorial. La localisation de ces sites ayant des sensibilités contrastées vis-à-vis du cycle annuel des précipitations et de leur variabilité interannuelle associée à l’ENSO permettra d’étudier les grandes structures climatiques qui sous-tendent le cycle hydrologique tropical, telles que les zones de convergences atmosphériques et la circulation de Walker.
Le projet se base sur l’utilisation couplée d’outils utilisés en routine en paléocéanographie et d’outils innovants basés sur l’isotopie des biomarqueurs. Ces outils sont basés sur l’estimation des isotopes stables de l’oxygène et de l’hydrogène de l’océan de surface. Les isotopes de l’oxygène sont mesurés sur les foraminifères planctoniques et sont utilisés en routine en paléocéanographie. Ils sont reliés linéairement aux salinités des eaux de surface, donnant des indications précieuses sur les changements du cycle hydrologique régional. Les isotopes de l’hydrogène mesurés sur des molécules organiques synthétisées par certaines espèces de phytoplancton marin permettent également de remonter aux signatures isotopiques de l’océan de surface. L’utilisation des isotopes de l’hydrogène mesurés sur des biomarqueurs ont un grand potentiel pour tracer le cycle de l’eau, mais ils sont encore peu exploités et se limitent à des molécules simples en raison de limitations techniques. L’essor récent des méthodes de chromatographie liquide préparative permet de collecter de nouvelles molécules exploitables en paléocéanographie. Utilisés conjointement, les deux systèmes isotopiques (O et H) ont récemment démontré que les estimations des salinités basées sur les méthodes isotopiques classiques étaient entachées de biais inhérents aux proxys isotopiques. Nous proposons dans ce projet de coupler l’estimation des rapports isotopiques de l’oxygène et de l’hydrogène de l’océan de surface afin de reconstruire de manière quantitative les salinités des eaux de surface. Cette approche multi-proxy innovante permet en particulier de corriger les biais inhérents aux proxys isotopiques classiques qui obscurcissent les reconstructions des paléoprécipitations, et d’affiner notre compréhension de la variabilité des précipitations tropicales.