jeudi 17 novembre 2005

La Girafe

Le plus haut des mammifères terrestres et le plus lourd des ruminants, la girafe est indissociable de la savane africaine.

Grâce à son grand cou, elle peut brouter à des  niveaux plus élevés que les autres herbivores.

Le cou de la girafe

Comme la majorité des mammifères, le cou de la girafe est formé de sept vertèbres. Mais, la taille de ces  vertèbres, 40 cm chacune, ne se retrouve chez aucun autre  animal. Les vertèbres représentent à elles seules près  de la moitié de la colonne vertébrale de l’animal.   

Cette hypertrophie des vertèbres cervicales est certainement  le fruit d’une lente adaptation de la girafe à son habitat. Cherchant sa nourriture dans les plus hautes strates de la végétation, le cou des premières girafes se serait progressivement distendu. Seuls les individus présentant cet avantage morphologique  purent prospérer.

En raison des proportions de son cou, la girafe possède un système sanguin unique. Le cœur de la girafe pèse 11 kg et fournit une pression sanguine trois fois plus élevée  que celle de l’homme. Il s’agit en effet de pouvoir irriguer en permanence le cerveau  et donc d’amener le sang en haut d’un long cou de 2 m.          

Afin d’éviter la congestion cérébrale,   la girafe dispose à la base du crâne d’un important réseau de vaisseaux très spongieux,  capables de dériver et ralentir l’afflux de sang. Ce réseau est appelé « admirable » et permet à la girafe de se pencher sans problème.         

La girafe blanche (découverte en septembre 2005)      

Pendant douze ans Charles Foley a traqué la  girafe blanche, un animal mythique, en vain. Ce chercheur  de la Wildlife Conservation Society (WCS) avait entendu parler d’une girafe blanche pour la première  fois en 1993, lorsqu’il a commencé son  travail au parc national de Tarangire, en Tanzanie.   

Son attente a été récompensée  en 2005, au cours d’un survol du parc en avion.  Foley a enfin aperçu une girafe au pelage blanc  parmi ses congénères.

Il a pu la photographier. Il ne s’agit probablement  pas de la même que celle qui a nourri les récits   entendus au début des années 90, note  le chercheur, et elle n’est sans doute pas albinos   mais atteinte d’un défaut de pigmentation. Seul le bas de ses pattes est brun.
                                 

Une langue préhensile

Le plat favori de la girafe sont les feuilles d’acacias. Elles constituent l’essentiel de son alimentation.
Grâce à sa longue langue musclée qui peut mesurer jusqu’à 50 cm, elle arrache les feuilles jusqu’à une hauteur qui peut dépasser 6 m.

Une langue démesurée et très mobile

L’acacia possède de longues épines. Mais, les   lèvres de la girafe sont garnies de longs poils qui lui transmettent des informations. Sa bouche est recouverte de muqueuses très résistantes   et son palais est tapissé de profondes rainures transversales. Grâce à ce dispositif, la girafe ne craint pas de mastiquer  les épineux.         

Les feuilles d’acacias sont gorgées d’eau ce  qui permet à l’animal de limiter ses passages aux points d’eau. En effet, elle est particulièrement vulnérable quand  elle boit. Ses longues jambes s’enfoncent dans le sol boueux ce qui limite ses mouvements. De plus, elle est obligée de s’incliner pour boire et de faire carrément le grand écart. C’est un moment idéal pour les prédateurs. Un  lion est capable d’abattre une girafe adulte qui dépasse la tonne quand elle est dans cette position.

De ce fait, elle économise ses réserves et boit très rapidement, près de 15 litres par gorgée, souvent en présence d’une autre girafe qui assure la surveillance.

La reproduction

Il n’y a pas de saison de reproduction définie. Les mâles courtisent en permanence les femelles réceptives.              
La mortalité infantile est élevée chez les girafes. Cette mortalité est compensée par une grande fécondité et une croissance rapide des petits.

Dès la maturité sexuelle, 3 ans chez les femelles  et 4 ans pour les mâles, une longue période de 20 ans  de fertilité commence. Les femelles mettent bas en moyenne tous les 20 à 23 mois

Les mâles se livrent à de véritables tournées d’inspection des femelles de leur territoire. Ces dernières sont en chaleur tous les 15 jours mais une seule journée  seulement ; il leur faut donc faire vite. Il semble que le seul moyen dont dispose le mâle pour s’assurer  de la réceptivité d’une femelle soit de recueillir son urine dans sa bouche. Il analyse alors le liquide et sait s’il peut poursuivre sa quête.

Ecartant les pattes arrière, maman girafe accouche debout, si bien que le bébé tombe d’une hauteur de 2  m.
Lorsque le girafeau a 3 ou 4 semaines, sa mère a recours  à une sorte de crèche. Réunis en un même  endroit, les girafeaux jouent et s’alimentent sous la surveillance  d’une ou deux femelles.

Le girafeau est prêt à brouter à l’âge de six mois environ et sera totalement sevré à un an.

Vie sociale

La girafe est grégaire et la structure des groupes assez  instable. Femelles, petits et mâles immatures s’associent               en groupes de 5 animaux en moyenne et jusqu’à 20.
Les mâles adultes naviguent d’un groupe à l’autre pour vérifier la réceptivité des femelles.

Elles communiquent également par des sons. Leurs museaux  peuvent émettre de puissants souffles sonores, semblables  à des ronflements.
Les girafeaux poussent de petits cris aigus.

Le groupe n’a pas de chef. Par contre, les mâles doivent  se faire respecter pour pouvoir s’accoupler.
Dès lors, les affrontements sont fréquents. Les deux  rivaux se mettent face à face, entrelacent leurs cous et               commencer à sa balancer tout en se donnant des coups d’épaule  et de flanc.

Têtes et cornes s’entrechoquent de plus en plus vite dans un sourd fracas.
Mais, le combat n’est jamais mortel.

La tête des girafes est ornée de deux petites cornes recouvertes de peau. Elles dépassent rarement 20 cm. 

Une girafe peut galoper jusqu’à 60 km/h

En liberté, la girafe vit de 20 à 30 ans

Chaque girafe possède sa propre robe aux motifs uniques.

Une girafe ne se couche presque jamais dans la journée. La nuit, elle ne dort jamais profondément plus de 20 mn. Elle  peut rester plusieurs jours sans dormir.

Anecdotes sur la girafe

Les Arabes l’ont surnommé « zurafa » ce qui signifie aimable. La girafe était d’ailleurs un présent que les puissants s’offraient en guise de paix. 

Les zoologues l’ont baptisée Giraffa camelopardalis, un terme qui réunit trois animaux : girafe, chameau et léopard.   

C’est Marco Polo qui, en 1299, lors de la rédaction de son «Livre des merveilles du monde» adapta le terme arabe «zurafa» pour le transformer en une « giraffa » italienne.

En 1826, Méhémet-Ali Pacha, vice-roi d’Egypte,  fit cadeau à Charles X, roi de France, d’une girafe.

L’animal voyagea d’Alexandrie à Marseille sur un navire aménagé. Il avait fallu creuser un trou dans le pont du navire pour que la girafe puisse passer son cou.
Elle gagna Paris par la route, munie d’une cape contre les intempéries et fit sensation à son arrivée à la cour.
Elle vécut près de 20 ans à Paris, entourée de soins attentifs.

Des girafes furent ramenées à Rome pour combattre des lions dans les arènes. La taille de l’animal laissait présager de terribles combats. Les spectateurs furent bien déçus car les fauves n’eurent aucun mal à  dévorer leurs adversaires sans défense.

Protection de la girafe   

Avec l’arrivée de l’homme blanc sur le continent africain, des troupeaux entiers ont été abattus pour  le simple plaisir.
Au 19e siècle, des massacres intensifs ont provoqué la quasi-extermination de la girafe. 

Aujourd’hui, la girafe est protégée dans l  plupart des pays africains. Mais, le braconnage se poursuit.
Seule la surveillance des réserves peut assurer leur survie.

La girafe pourrait être élevée à des fins commerciales. Elle tolère la sécheresse et produit  une excellente viande. C’est de plus un animal docile.
C’est pourquoi des projets de fermes d’élevage  sont envisagés.

Son lait est buvable et peut-être verrons nous dans quelques   années, les éleveurs africains lever les bras pour traire leurs girafes domestiques !
Cette hypothèse cocasse, bien que déplorable pour les amoureux de la faune sauvage, pourrait contribuer à éviter  l’extinction d’un animal si imposant mais tellement fragile.

Fiche technique

Il existe huit sous-espèces de girafes. Elles ne se distinguent  que par les motifs de leur pelage car tous les autres traits sont  identiques :

• Girafe réticulée
• Girafe de Rotschild
• Girafe Masaï
• Girafe du Cap
• Girafe du Niger
• Girafe de Nubie
• Girafe de Kordofan
• Girafe d’Angola

La girafe fait partie de l’ordre des Artiodactyles et de  la famille des giraffidés. Son nom scientifique est Giraffa  camelopardalis.

Distribution : Afrique, au sud du Sahara, est du Sénégal,  sud de la Somalie. Afrique Australe.

Source :
Dinosoria

Crédits Photos :
Google Images

Création d'une réserve en Antarctique

Energies multiples, la Suisse à suivre

Technologie, mobilité, loisirs : les grandes tendances auxquelles nous aspirons font grimper les dépenses d'énergie. Une petite mise à jour de nos habitudes s'impose.

En deux mots il s'agit de couper court aux dépenses inutiles d'énergie et d'introduire quelques innovations ici et là. Ce n'est pas très sorcier, c'est intéressant financièrement et ça peut faire écho dans notre entourage. Sans parler de la contribution active à la préservation des richesses et des équilibres naturels que représente un comportement intelligent face à l'énergie. Bref, une attitude qui a de l'avenir.

A quoi l'énergie consommée dans une famille moyenne (4 personnes, appartement de 80m2) est-elle consacrée ?

Source : Conférence romande des délégués à l'énergie, CRDE

C o m m e n t  t i r e r  l a  p r i s e  e t  r e s t e r  b r a n c h é

Sans concessions en terme de confort et de performances, il est déjà possible de supprimer une bonne partie de nos dépenses d'énergie.

Quelques principes fondamentaux valables dans tous les domaines :

Viser, pour chaque opération, le minimum d'énergie nécessaire

C'est-à-dire, adapter la taille et la puissance des appareils ou accessoires à nos besoins: éviter les disproportions comme une ampoule puissante dans un lieu de passage, un petit steak dans une grande poêle, un gros congélateur à moitié vide, un 4x4 pour des trajets urbains, etc.
Des mesures d'économie encore plus conséquentes peuvent être prises lors de la construction ou de la transformation de bâtiments. Renseignements : www.minergie.ch.

Couper le courant aux appareils qui consomment en douce

Le mode veille (stand by): un repos trompeur. En mode veille, les appareils continuent de consommer de l'énergie. Prendre l'habitude de les éteindre complètement est un moyen sûr d'alléger sa facture d'électricité.
Installez des prises multiples munies d'un interrupteur pour les appareils qui ne se laissent pas éteindre complètement. Eteignez la machine à café quand elle est inutilisée, débrancher les chargeurs d'accus entre les charges, vider et débrancher le frigo en cas d'absence prolongée etc.

Lire l'étiquette énergie et acheter les appareils et accessoires efficients

La consommation d'énergie d'un grand nombre de produits a été réduite, et leur rendement amélioré.
L'acheteur dispose de quelques outils efficaces pour orienter son choix vers les appareils les moins énergivores. Par exemple : l'étiquette énergie, obligatoire sur la plupart des appareils électriques et voitures neuves mis en vente ("Petit guide des labels") et le site www.topten.ch, classant des produits selon des critères de consommation et de rendement énergétique, de qualité et de prix.

Connaître l'énergie grise

L'énergie grise, c'est l'énergie nécessaire pour la fabrication d'un objet, pour son transport et son traitement en tant que déchet. On parle aussi de dépenses d'énergie cachées parce qu'elle sont induites par les objets mais qu'on ne s'en aperçoit pas forcément. En moyenne, on estime que cette consommation indirecte, grise ou cachée, appelez-la comme vous voudrez, représente deux tiers de l'énergie totale que nous consommons.

Or l'énergie grise est bien souvent inutile et c'est l'environnement et les générations futures qui en assument le coût. Est-ce bien raisonnable et responsable de consommer des pommes acheminées depuis un autre continent ou de la viande provenant des antipodes, alors que les mêmes produits se font chez nous.

Pour réduire mes dépenses d'énergie grise :

- je choisis des produits qui n'ont pas été transportés inutilement sur de longues distances;
- je privilégie des produits simples, en matières naturelles et de bonne qualité, donc durables;
- je trouve des alternatives à l'achat systématique de nouveaux produits : j'emprunte et je prête, je répare au lieu de jeter, etc;
- j'essaie de produire moins de déchets : en évitant les emballages excessifs, en prenant soin des produits que j'utilise afin qu'ils durent un peu plus longtemps, et en recyclant ce qui peut l'être.



Les ampoules économiques : une idée lumineuse

Mais attention ! Contrairement aux ampoules électriques standard, les ampoules économiques sont à considérer comme des matières dangereuses lors de leur élimination. Le meilleur moyen de s'en débarrasser est de les ramener à un point de vente ou à la déchetterie.

En finir avec les piles

Voici un domaine où, pour la même performance, on peut choisir entre deux systèmes très différents en terme d'énergie grise.
Soit la pile qu'on jette une fois épuisée, dont la fabrication nécessite entre 40 et 140 fois la quantité d'énergie qu'on en retire pendant l'utilisation.

Soit l'accu rechargeable, pour lequel ce rapport n'est plus que de 2.5 environ. Les accus de la nouvelle génération (NiMH) sans cadmium, sont puissants, n'ont plus de problèmes d'effet mémoire et existent dans toutes les tailles.
Vous aurez peut-être besoin d'acheter des piles 100 fois moins souvent (ou plus selon les promesses de longévité des accus), et vous en jetterez aussi peu ! Lorsqu'il faut quand même les jeter, les accus vont, comme leurs ancêtres mono-usage, dans la poubelle prévue pour les piles.
L'accu remplace donc efficacement la pile. Mais la meilleure option sur le plan énergétique et environnemental reste l'alimentation par câble ou par un petit système solaire (calculettes, montres, etc.).
Et pour le petit geste du consomm'acteur; renoncez à acheter un appareil s'il contient une pile impossible à remplacer.

D e s  n o u v e l l e s  d e  l a  r o u t e . . .

Avec un bon tiers de la consommation totale d'énergie en Suisse, le secteur des transports est le plus gourmand. En plus, il recourt encore en grande partie à des énergies non renouvelables et polluantes. Du coup, le pétrole et ses dérivés restent de loin la principale source d'énergie utilisée en Suisse. Pourtant il existe des solutions pour réduire ce triste record, sans renoncer à sa mobilité !


Des véhicules comme les autres, ou presque

En attendant les voitures à piles, à pompes ou à pédales, qui sont quelques modes de propulsion qui vont probablement révolutionner le secteur ces prochaines années, il existe déjà des possibilités pour rouler en dépensant moins d'énergie. Parmi les voitures qu'on trouve sur le marché actuellement, il y en a qui se distinguent clairement de la moyenne, non pas au niveau de l'apparence ou du prix, mais du rendement énergétique, de la consommation de carburant et des émissions de CO2. Ces critères sont retenus par l'étiquette énergie qui permet à l'acheteur de comparer les véhicules d'une même catégorie sur une échelle allant de A (le plus économique) à G (comme grave).

V e r s  l e s  é n e r g i e s  a b o n d a n t e s

Les énergies de demain sont celles qui s'offrent à nous simplement et naturellement. On y recourt depuis la nuit des temps, mais leur essor en tant que carburant ou source d'électricité ne fait que commencer.
En choisissant, dans la mesure du possible, des énergies renouvelables aujourd'hui, nous contribuons au développement technologique encore nécessaire dans ce domaine, et faisons un geste fondamental pour l'environnement et les générations futures.


Souscrire à l'énergie verte

Votre fournisseur vous a-t-il déjà proposé de définir vous-même la part de votre consommation d'électricité à couvrir par des énergies renouvelables ? C'est maintenant possible dans la plupart des régions. Ces souscriptions permettent de contribuer au financement de nouvelles centrales photovoltaïques, de soutenir la production indigène d'énergie, et simplement de consommer en adéquation avec sa conscience.

Il existe diverses formules dans l'offre de courant vert, la plus écologique étant certifiée par le label Star Naturemade, reconnu à l'échelle nationale suisse et garantissant un courant tiré à 100% de ressources renouvelables (solaire, éolienne, biomasse et centrales hydroélectriques à jour avec les exigences environnementales).

Votre souscription permet de produire du courant vert qui sera injecté dans le réseau. Plus les consommateurs demanderont du courant vert, et plus la part de l'énergie propre dans le réseau augmentera.

INFO et INTOX sont deux petits personnages qui nous accompagnent dans la maison ou au bureau et nous apprennent des tas de gestes pour économiser de l'énergie. Ils sont nés chez Info Energie (Vaud) et on peut les commander gratuitement sur le site www.crde.ch

Des panneaux orientés vers l'avenir

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité. Ils n'ont pas encore atteint leur efficacité optimale et sont encore relativement chers. De grands progrès se réalisent toutefois dans ce domaine. L'arrivée sur le marché de la technologie des couches minces permet déjà de créer des installations intégrées aux bâtiments à meilleur coût.

Les panneaux solaires thermiques, eux, sont beaucoup plus simples. En gros il s'agit d'eau qui se réchauffe au soleil avant d'entrer dans le circuit d'eau chaude de la maison. Ces installations existent à des prix intéressants et permettent de diminuer nettement les dépenses d'énergie pour l'eau chaude et le chauffage, par un moyen tout ce qu'il y a de plus naturel.

Manger du soleil

Pas besoin de s'équiper de coûteuses cellules photovoltaïques pour tirer profit de l'énergie solaire. Des gestes aussi simples que manger des fruits et légumes de saison et de région (qui ont mûri au soleil), placer son bureau près d'une source de lumière du jour, ou laisser sécher le linge à l'air libre, permettent de réduire notre consommation d'énergie non renouvelable, et de savourer à pleines dents les multiples plaisirs qu'offrent la lumière et la chaleur du soleil.


La Terre nous réchauffe

Saviez-vous qu'en Islande on produit de grandes quantités de bananes, ou qu'à Lanzarote aux Canaries un restaurant propose des grillades à la chaleur du volcan? Mais la facilité et les avantages de la chaleur naturelle du sol ne concernent pas seulement ces régions exceptionnelles. Chez nous aussi les pompes à chaleur sont une des sources d'énergie propre et renouvelable les plus intéressantes.

Du sol jaillissent aussi d'autres ressources précieuses en termes d'énergie, comme le bois. Dans les forêts suisses il pousse actuellement plus de bois qu'on en exploite, or les systèmes de chauffage au bois sont très intéressants au niveau économique et écologique. Enfin le gaz dégagé par la biomasse en décomposition a un grand potentiel comme combustible. On peut le puiser dans le sous-sol ou le produire dans des installations spéciales, domaine dans lequel la Suisse fait œuvre de pionnière.
Ces combustibles de chauffage ne sont pas seulement offerts généreusement par la Terre Mère, ils sont aussi promus et soutenus par des fonds publics.

Source : NiceFuture - Crédits Photos : Google Images

Un petit coin de paradis

Vous avez envie de voir une vraie forêt en panoramique?? Alors entrez dans le voyage !!!

Quand la Terre se met en colère

La fin du monde est programmée. D’ici à quelques milliards d’années, notre étoile, le Soleil, disparaîtra. En effet, les astres sont comme nous. Ils connaissent les trois phases principales : naissance – apogée – mort.
Cependant, bien que cette mort soit inévitable, plusieurs scénarios existent avant la disparition de notre astre de chaleur.

Comme toutes les étoiles, le Soleil aura épuisé dans 9 milliards d’années les réserves de carburant qui le font briller aujourd’hui. Il se comprimera alors, ratatiné à la dimension de la Terre, et sa couleur virera au blanc (naine blanche) pour finalement se transformer en naine noire.

Sans la chaleur du Soleil, la Terre ne sera plus que glace.
De ce fait, toute forme de vie aura cessée sur Terre d’ici 4 à 5 milliards d’années.
Serons-nous capables d’ici là de coloniser l’espace afin d’y prendre un nouveau départ ?

En juillet 1994, à 20h11, un astéroïde (shoemaker Levy 9), attiré par la force gravitationnelle de Jupiter, percuta la planète. Ce fut d’abord un flash, puis on vit s’élever un immense champignon de matière chaude sur plusieurs centaines de kilomètres.
La sonde Galiléo releva au sommet de la stratosphère des températures qui dépassaient les 1 000°C.

Cette explosion équivalait à 100 millions de mégatonnes de TNT. Ces impacts d’astéroïdes ont contribué à modeler les planètes.
Les nombreux cratères sur la Lune ou sur Mars témoignent de la violence titanesque de ces explosions.

La Terre a connu au cours de son évolution de semblables catastrophes et en connaîtra d’autres.
Par exemple, le Meteor Crater, en Arizona du Nord, mesure 1,2 Km de diamètre et a été daté de 50.000 ans.

Nous avons une chance : la Terre dispose d’un bouclier de protection. Dès qu’un objet y pénètre, il s’échauffe puis explose.

Seuls 10% des astéroïdes sont suffisamment importants pour causer de réels dégâts sur notre planète. Aucun à ce jour ne semble en mesure de nous atteindre, du moins sans que l’on en soit averti des années à l’avance.
Il n’en reste pas moins qu’un astéroïde comme celui qui a provoqué l’extinction de la fin du Crétacé causerait une catastrophe planétaire.

Nul ne sait si nous serions en mesure de détruire un tel objet avant qu’il ne percute la Terre.

Le mouvement des plaques s’explique par la différence entre la croûte continentale ( 30 Km environ d’épaisseur) et la croûte océanique (5 Km d’épaisseur).

Ces deux croûtes se déchirent sous la pression des laves issues du manteau.
C’est cette force qui tantôt éloigne, tantôt rapproche les continents.
Ces mouvements provoquent tremblements de terre, éruptions volcaniques et soulèvement de montagnes.

Ainsi, dans quelques millions d’années, à la place de la mer méditerranée s’élèveront d’immenses montagnes.

D’ici à 250 millions d’années, les plaques se repositionneront pour reformer un continent géant comme la Pangée à l’ère primaire.

Les conséquences de ces changements sont les suivantes :

L’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud s’encastreront à nouveau dans le continent Africain
Antarctique et Australie ne formeront plus qu’une seule grande île
Des chaînes de montagnes plus hautes que l’Himalaya uniront ces continents

Conséquences de la tectonique des plaques

Ces mouvements auront des incidences sur le climat terrestre. Les éruptions volcaniques qu’ils engendrent affecteront le climat.
Par exemple, l’éruption du Pinatubo en 1991 a provoqué la projection de gaz et poussières jusqu’à 20 Km d’altitude qui ont stagné pendant plusieurs années dans la stratosphère. Cela a entraîné le refroidissement de la surface terrestre pendant les années qui ont suivi.

Donc, imaginez ce que pourraient provoquer des éruptions en chaîne de forte intensité.
Tout l’écosystème terrestre serait bouleversé et peu d’espèces animales ou végétales pourraient y réchapper.

Tout refroidissement ou réchauffement a une incidence directe sur la faune et la flore. Par exemple, un réchauffement provoque la fonte des calottes glaciaires et donc augmente considérablement le niveau des océans.

Une augmentation trop importante de l’effet de serre, telle qu’on l’enregistre actuellement, favorise ce réchauffement climatique.

Quelles en seront les conséquences dans un avenir proche

Une aridification du sud de l’Europe et des pourtours méditerranéens
Un refroidissement du nord de l’Europe qui sera balayé par des tempêtes de neige. Paris se transformera
Une brusque montée du niveau des mers entraînera l’inondation de nombreuses régions

Ce réchauffement est programmé. Par contre, l’activité humaine sera-t-elle un facteur aggravant ? La question reste à l’ordre du jour.

D’ici à 10.000 ans, une nouvelle période glaciaire débutera (voir dossier sur les âges glaciaires).
Cette chute des températures obligera les espèces végétales et animales à s’adapter pour ne pas disparaître.
Toute évolution implique une disparition du modèle originale.

Durant cette période qui s’étalera sur environ 100.000 ans, l’espèce humaine devra modifier de manière radicale ses structures et donc le fondement de sa société.
Continents devenus inhabitables, disparition de nombreuses espèces animales et végétales, déplacement des populations, nul ne peut dire aujourd’hui si notre espèce pourra survivre au prochain âge glaciaire.

Source :
Dinosoria

mercredi 16 novembre 2005

Harriet, la Tortue de 175 ans

La tortue Harriet , l'un des plus vieux animaux vivants au monde, a fêté mardi ses 175 ans, avec un gâteau rose à la fleur d'hibiscus.

Cette tortue géante des Galapagos aurait été recueillie par le scientifique Charles Darwin en 1835, estime-t-on à l'Australia Zoo, dans le nord de l'Australie, où Harriet a passé ces 17 dernières années.

Les arbres sensibles après une sécheresse

Une sécheresse sévère, associée à la chaleur, comme celle de l'été 2003, ne provoque pas seulement la perte précoce des feuilles des arbres. Elle a des conséquences sur la capacité de l'arbre à résister au froid pendant l'hiver suivant. C'est ce qu'étudient les chercheurs de l'INRA de Clermont-Ferrand.

L'endurcissement, une préparation de l'arbre au froid

En automne, l'arbre entre dans une phase d'acclimatation au froid, dite " endurcissement ". Au cours de cette phase, les réserves d'amidon stockées pendant l'été dans le bois et l'écorce sont progressivement transformées en sucres, qui ont une fonction " d'antigel ". Ces sucres empêchent le contenu cellulaire de geler, ce qui aboutirait à la destruction des membranes et à l'éclatement de la cellule. L'état des réserves glucidiques de l'arbre semble donc déterminant dans sa résistance au froid.

C'est au mois de janvier-février que l'arbre est le mieux acclimaté au gel. En cas de gel précoce en automne, le tronc de l'arbre insuffisamment endurci peut présenter des nécroses de l'écorce. On l'a vu récemment dans la hêtraie ardennaise.

La sécheresse empêche l'endurcissement

Une sécheresse sévère pendant l'été diminue l'activité photosynthétique des feuilles et peut aboutir à leur perte précoce. L'arbre ne peut plus alors synthétiser et stocker de l'amidon. On s'attend donc à ce que l'arbre soit plus sensible au froid, en particulier aux gels précoces. Ce scénario s'est produit lors de la canicule de 2003 durant laquelle sécheresse et chaleur ont provoqué la chute précoce des feuilles. Il pourrait se renouveler dans le contexte du changement climatique puisque l'on prédit des déficits hydriques plus fréquents en été. Ainsi paradoxalement, le risque majeur pour les arbres dans ces climats futurs pourrait être le froid qui succède aux épisodes de sécheresse.

Une expérimentation "grandeur nature"

Pour évaluer l'importance des réserves glucidiques dans l'endurcissement, les chercheurs Clermontois, en collaboration avec l'INRA de Nancy et le CNRS de Montpellier, utilisent l'expérimentation " grandeur nature " fournie par la canicule de 2003. Ils mesurent dans les forêts touchées la capacité de résistance au gel des arbres (noyers, hêtres, érables, chênes) et la mettent en relation avec l'état des réserves glucidiques. Les arbres seront suivis pendant plusieurs années car les effets d'un stress peuvent se prolonger jusqu'à 10 ans.

Les chercheurs développent en parallèle une étude complémentaire en chambre climatisée. Ils soumettent des arbres cultivés en conteneurs à des sécheresses et défoliations précoces et étudient la résistance des différents tissus et organes de l'arbre à des gels provoqués.

Ces travaux devraient permettre d'appréhender les risques potentiels de dépérissement forestiers, de proposer des expérimentations virtuelles pour tester les scenarii de changements climatiques et de prédire les aires de répartition des espèces.

Pourquoi les feuilles tombent en automne...

A l'automne, le changement de température et le raccourcissement du jour déclenchent une série d'évènements qui aboutissent à la chute des feuilles. Sous l'action des basses températures, la chlorophylle et certaines protéines sont dégradées, ce qui permet de recycler le carbone et l'azote de ces molécules sous forme de réserves de nutriments transférés au reste de l'arbre. La dégradation de la chlorophylle dévoile une palette de pigments à base de carotènes (orange), d'anthocyanines (pourpre), et de xantophylles (jaune) qui donnent à l'automne ses si jolies couleurs... De nombreuses enzymes et hormones végétales règlent ces phénomènes. Une zone d'abscission se forme à la base des feuilles, qui tombent sous l'effet de leur poids et du vent. La chute des feuilles au sol permet de recycler les constituants de la matière ligneuse, dégradés par les microorganismes de l'humus et captés à nouveau par l'arbre.

La chute des feuilles en automne n'est pas une grande perte pour l'arbre d'une part parce que leur métabolisme est très ralenti par arrêt de la photosynthèse, d'autre part parce que leurs constituants sont recyclés et réutilisés par l'arbre. De plus, contrairement aux autres organes de la partie aérienne de l'arbre (les bourgeons, le bois), la feuille n'est pas un organe adapté au froid et se dessèche sous l'action du gel.

Manchon réfrigérant permettant de simuler un gel localisé et programmé (température, vitesse et durée de congélation)
© INRA/Stéphane Ploquin   

Source :
Futura-Sciences

Crédits Photos :
Google Images

Biodiversité française en Outremer

La France dispose d’une situation exceptionnelle

Forte de son rayonnement dans les trois océans de la planète, elle doit sa richesse à la diversité de la nature et des populations qui composent les collectivités d’Outre-Mer.

Avec 10% des récifs coralliens du monde, avec une forêt tropicale appartenant à l’un des derniers grands blocs forestiers au monde relativement intact, et avec de nombreuses espèces végétales et animales, uniques au monde, les collectivités Françaises d’Outre-Mer disposent d’un patrimoine naturel exceptionnel, mais fragile. Menacé par les pollutions, la transformation en terre agricole, la surexploitation des ressources animales, ce patrimoine disparaît progressivement, compromettant les chances de voir naître un développement fondé sur la préservation et l’utilisation durable de ce capital.

Coraux de Madagascarmangro
© Catherine Gabrié WWF -

La biodiversité en Outremer

Le WWF, en collaboration avec des experts régionaux du monde entier a identifié des écorégions dont la sauvegarde est cruciale pour la conservation de la diversité biologique planétaire. Les écorégions sont les espaces sauvages les plus riches de la planète.

Les 238 principales écorégions sélectionnées représentent à elles seules 80% de la diversité mondiale. 

Parmi les 17 écorégions que compte la France, 14 se situent en Outre-Mer : 4 en Nouvelle-Calédonie, 4 en Guyane, 2 en Polynésie, 1 à Wallis et Futuna, 2 dans l’Océan Indien (la Réunion et Mayotte) et 1 à St-Pierre et Miquelon. C'est dire l'exceptionnelle richesse naturelle des collectivités françaises d'Outre-Mer, mais aussi la forte responsabilité de notre pays pour la protection de la diversité biologique planétaire.

Diversité des paysages, des milieux naturels et des espèces qui les peuplent :  

Mangrove coupée
© Catherine Gabrié WWF -   

Terres glacées antarctiques, forêts tropicales primaires, récifs coralliens et lagons parmi les plus grands du monde, mangroves, présence d'animaux spectaculaires tels que le jaguar, la tortue luth, la baleine bleue, l'hoatzin, le toucan, le grand ara bleu…

Parmi toute cette richesse on dénombre 26 fois plus d'espèces de plantes, 3,5 fois plus d'espèces de mollusques, 60 fois plus d'espèces d'oiseaux endémiques qu'en métropole.

Le WWF-France développe d’ores et déjà des programmes de protection dans certaines de ces écorégions ; dans d’autres, il mène un travail de réflexion et d’étude pour entreprendre une action de terrain dans les 10 prochaines années.  

• En Guyane,  le WWF-France développe depuis plus de 10 ans aux côtés d’acteurs locaux, un programme en faveur de la protection des tortues marines. Il soutient également la création d’un Parc national en Guyane pour la protection et la gestion durable de la forêt tropicale.
• En Nouvelle-Calédonie,  il met en place, avec 10 partenaires locaux, nationaux et internationaux, un plan de préservation, restauration et valorisation des forêts
sèches présentes sur la côte ouest de la Grande Terre.
• A Mayotte,  le WWF-France travaille à l’élaboration et la mise en œuvre d’un plan de gestion du lagon.

Récif
© Catherine Gabrié WWF -

Classées parmi les hauts lieux de la planète pour leur biodiversité, les régions d’Outre-Mer sont pourtant confrontées à la dégradation et à la disparition progressives de leurs trésors naturels. Par exemple, l’orpaillage notamment clandestin engendre des atteintes graves à l’environnement et à la santé humaine en Guyane. Le tourisme également exerce une forte pression sur les milieux naturels côtiers, en particulier sur les récifs coralliens.

Récif Polynésie
© Catherine Gabrié WWF -

Afin de mobiliser toutes les compétences techniques et moyens financiers nécessaires à la mise en place d’une stratégie ambitieuse en faveur de la biodiversité dans les collectivités françaises d’Outre-Mer, le WWF lance une campagne nationale de sensibilisation, avec un relais dans chaque collectivité d’Outre-Mer concernée. Cette campagne permettra de sensibiliser les Français à la beauté et à la fragilité du patrimoine naturel d’Outre-Mer et de susciter leur soutien pour la préservation de son équilibre.

10 programmes dans 10 écorégions prioritaires sur les 10 prochaines années…

3 fois plus d’espèces de plantes, 4 fois plus d’oiseaux et 8 fois plus de reptiles qu’en Métropole, de nombreuses espèces uniques au monde... les collectivités françaises d’Outre-Mer regorgent d’une exceptionnelle biodiversité.  

L'objectif global de la mission Outre-Mer du WWF-France est de “faire que la préservation de cette biodiversité et des ressources naturelles soit reconnue comme un principe fondamental de la survie et du bien-être des communautés humaines”.

Fleuve rouge de Madagascar
© Catherine Gabrié WWF -

Pour atteindre cet objectif, le WWF-France lance un programme écorégional pour stopper la dégradation et préserver le patrimoine naturel biologique des 10 principales écorégions d’Outre-Mer d’ici 10 ans pour un développement durable des collectivités d’Outre-Mer.

Ce programme comporte trois axes d’intervention :  

Récif Polynésie
© Catherine Gabrié WWF -

La signature d’accord de collaboration avec les principaux acteurs d’Outre-Mer et en particulier les autorités locales.
Le soutien à la planification de la gestion, la préservation et la valorisation des ressources biologiques naturelles de ces écorégions sur 10 ans.
Le soutien à la mise en oeuvre partenariale de plans d’actions avec des activités concrètes de terrain.

Plage motu Polynésie
© Catherine Gabrié WWF -

Parmi ces actions de terrains, une dizaine peut être citée en exemple.

• En Guyane,  dans les deux premières écorégions, il s’agit de :
- protéger la forêt tropicale humide : adoption de mode d’exploitation durable, limitation des impacts de l’orpaillage, soutien à un réseau régional d’aires protégées.
- protéger les tortues marines : protection des plages, limitation des captures accidentelles par la pêche, suivi de la population.

• Dans les Caraïbes,  troisième écorégion, le WWF-France souhaite soutenir le développement des activités du comité local de l’Ifrecor pour la gestion durable et la protection des récifs coralliens de Martinique et de Guadeloupe.

• La Nouvelle-Calédonie  réunit à elle seule quatre écorégions dont les actions de terrain portent sur les forêts sèches, les forêts humides, les cours d’eau, et enfin sur une gestion raisonnée du lagon en soutenant les activités de l’Ifrecor.

Fond marin Polynésie
© Catherine Gabrié WWF -

• En Polynésie française , le WWF-France pourra apporter son expertise pour la préservation des récifs coralliens et la gestion durable des ressources marines dans le cadre de l’Ifrecor.

• Le lagon de Mayotte  représente la neuvième écorégion où le WWF-France agit en faveur de la mise en œuvre d’un plan de gestion du lagon intégrant la préservation des récifs et celle d’espèces d’intérêts majeurs (baleine, dugong).

• La Réunion est la dixième écorégion, où le WWF-France travaille à la préservation du patrimoine forestier de l’île en appui aux initiatives locales telles que
la création du Parc des Hauts de la Réunion.

mardi 15 novembre 2005

Le carottage des calotes glaciaires

Cet article explique comment l’analyse des glaces obtenues par carottage dans les calottes polaires (Antarctique, Groenland) et dans les glaciers permet de reconstituer les variations de la température et de la composition chimique de l’atmosphère dans le passé, et cela jusqu’à il y a 400 000 ans environ.

Au coeur de la glace

Introduction

L’apport de cette discipline scientifique récente (l’analyse des glaces obtenues par carottage dans les calottes polaires (Antarctique, Groenland) et dans les glaciers) s’est révélée déterminante pour la compréhension du climat de la Terre et de son évolution sous l’influence des facteurs naturels et anthropiques.

Figure 1 : Sites des forages couvrant au moins les derniers
20 000 ans en Antarctique. Le site de Vostok a fourni
des échantillons remontant à 400 000 ans ; au-delà, on
atteint un lac sous-glaciaire, puis le socle rocheux sousjacent.

Les calottes de glace, qui forment nos grandes réserves d’eau douce, constituent des archives uniques de l’environnement passé. Dans les régions les plus froides, les neiges, préservées et accumulées parfois depuis des centaines de milliers d’années, conservent la mémoire des conditions climatiques de leur époque.

Pour comprendre les mécanismes climatiques, comme le lien entre climat et cycle du carbone, à l’aide des glaces, il faut comparer les mesures provenant de différents sites. On distingue alors mieux les effets locaux dus à la température et aux précipitations. On met en évidence la composante régionale qui raconte d’où sont venues les neiges, de quoi était faite l’atmosphère. On identifie les impacts hémisphériques ou planétaires des éruptionseffet de serre.

Figure 2 : Sites des forages couvrant au moins
les derniers 20 000 ans au Groenland.

Pour obtenir ces précieuses informations, on commence par effectuer des carottages dans les calottes de glace polaire et dans les glaciers, tropicaux et tempérés, de très haute altitude. Un système de forage extrait des morceaux de glace de près de deux mètres de longueur sur une dizaine de centimètres de diamètre. L’analyse des échantillons de glace se situe donc largement en aval d’opérations logistiques et techniques délicates, mobilisant des équipes de plusieurs dizaines de personnes sur le terrain (repérages, transport du matériel et des hommes, installation du camp, carottage, transfert d’échantillons gelés depuis les sites de carottage jusqu’aux laboratoires), qui ont commencé dans les années 1960. Ces opérations lourdes et coûteuses expliquent pourquoi très peu de forages glaciaires ont été menés à bien à ce jour, en comparaison des forages en milieu océanique ou continental (lacs, tourbières).

Au centre de l’Antarctique et du Groenland, les forages durent plusieurs années mais atteignent des profondeurs de plus de trois kilomètres. En revanche, une campagne de carottage est réduite à quelques jours pour les glaciers de haute altitude, dont les épaisseurs ne dépassent pas 100 à 200 mètres.

Après le forage, les cylindres de glace sont découpés sur le site (" tranchée scientifique"). Une première série de mesures, non destructives, sert à déterminer la stratigraphie de la glace. Ainsi, la conductivité électrique d’une carotte indique la concentration de poussières continentales et d’acides. Elle traduit l’aridité continentale, qui favorise le soulèvement de poussières, et l’intensité du transport atmosphérique, deux facteurs généralement plus importants en période froide.

Figure 3 : Analyses in situ. Dès la remontée de la carotte, les analyses (non destructives)
commencent dans la tranchée scientifique creusée à même la glace (ici à GRIP, au Groenland).

La carotte est ensuite échantillonnée pour les différents types de mesures. En général, la moitié de la carotte est conservée comme archive en cas de nouveaux développements analytiques. L’ensemble des carottes est ensuite transporté en respectant la chaîne du froid (< – 15 °C), puis stocké dans des chambres froides (– 25 °C) à proximité des laboratoires d’analyse.



Quand la froidure allège les neiges

Les mesures « destructives » classiques, réalisées en laboratoire, portent sur la phase solide (glace) ou la phase gazeuse (bulles d’air ou hydrates gazeux). Les cristaux de glace, par leur taille, dressent déjà un tableau qualitatif du climat passé ; en particulier, la température de la glace influence leur vitesse de croissance. Mais les données quantitatives sont apportées par les compositions chimique et isotopique de la glace.

La composition isotopique de la glace détermine la température. Pour l’expliquer, partons d’une eau océanique qui s’évapore. Les molécules légères demandent moins d’énergie que les lourdes pour s’évaporer. En conséquence, la masse d’air humide est enrichie en isotopes légers alors que la mer s’enrichit en isotopes lourds. Cette masse d’air, transportée vers les pôles, se refroidit au cours de son voyage et son eau se condense au fur et à mesure. Sa vapeur s’enrichit d’autant plus en isotopes légers, les lourds étant préférentiellement emportés dans les pluies. La relation entre teneur isotopique et température est liée à la pression de vapeur saturante de l’eau et de ses isotopes qui dépend de la température. Plus la température du lieu de condensation est basse, plus le fractionnement est important : plus la vapeur s’appauvrit en isotopes lourds et la phase solide s’enrichit en isotopes lourds. Arrivées à destination, les neiges qui tombent sur les pôles renferment de 3 à 5 % d’oxygène-18 (¹⁸O) en moins que la source océanique.

Les mesures actuelles fournissent la relation existant entre la température atmosphérique et la composition isotopique et définissent donc un thermomètre isotopique.

Au final, la composition isotopique de la neige des calottes polaires dépend linéairement de la température de l’air au moment de la précipitation neigeuse : le principe, extrapolé, donne accès aux températures du passé.

L’excès en deutérieum défini par d = δD - 8* δ¹⁸O signe la température de la région océanique où s’est produite l’évaporation initiale des masses de vapeur d’eau parvenant aux pôles.

En effet, les coefficients de fractionnement à l’équilibre pour le deutérium et l’oxygène-18 ont un rapport d’environ 8, qui contraint au premier ordre un facteur 8 entre les compositions des précipitations dans ces deux isotopes (pente de la droite dite « des eaux météoriques », mesurée à l’échelle planétaire dans les précipitations échantillonnées par l’Agence Internationale de l’Énergie Atomique).

Au second ordre, dans les processus de fractionnement hors équilibre (évaporation à la surface de l’océan, formation des cristaux de glace), apparaît un fractionnement cinétique supplémentaire dû aux différences de diffusivité des divers isotopes. Cet effet de second ordre justifie la définition de l’excès en deutérium. À l’évaporation, ce fractionnement cinétique appauvrit moins la vapeur formée en deutérium qu’en oxygène-18, et dépend des conditions d’évaporation : température de surface, mais également humidité relative de l’air et vitesse du vent. Les modèles de distillation et les modèles de circulation générale de l’atmosphère incluant les isotopes stables de l’eau montrent que le signal de l’évaporation dans l’excès en deutérium est conservé le long de la trajectoire des masses d’air jusqu’aux pôles.

Au second ordre, le fractionnement isotopique n’est pas exactement le même pour l’hydrogène et l’oxygène, et l’excès en deutérium dépend de la température de la source océanique des neiges polaires.



Des neiges heureusement impures

L’atmosphère transporte des poussières, du sel marin et divers composés chimiques, qui se mélangent aux précipitations neigeuses et finissent enfermés dans les glaces. Ces impuretés nous délivrent également des messages importants. Un exemple : l’océan, les volcans et les activités humaines émettent des composés soufrés dans l’atmosphère ; là, ces composés s’oxydent et se transforment en gouttelettes de sulfates ; les aérosols ainsi constitués sont incorporés aux neiges ; leur concentration et leur composition isotopique nous renseignent sur l’origine du soufre qu’ils contiennent.

Relation entre température et séparation isotopique :  La relation empirique entre température de condensation et
composition isotopique des précipitations est en accord avec les calculs théoriques de distillation (modèles de Rayleigh) et résulte de la dépendance à la température des coefficients de fractionnement (rapport entre teneur isotopique du condensat par rapport à la vapeur).

De même, le strontium et le néodyme des poussières piégées dans les glaces identifient leur source continentale. Par sa composition isotopique, le plomb nous raconte de quel type d’essence il est issu. Le béryllium-10 (¹⁰Be) produit par les rayons cosmiques dans la haute atmosphère sert à dater la glace, à suivre les variations de l’activité solaire et à retracer les modifications du champ magnétique terrestre.

Pour des sites où l’accumulation de neige dépasse la dizaine de centimètres par an, l’analyse des impuretés révèle des variations saisonnières qui permettent de compter les couches annuelles et de réaliser des mesures très détaillées. La glace polaire demeure, toutefois, un matériau extrêmement pur dans lequel la teneur des impuretés dépasse rarement le millionième de masse de glace. Cela impose des conditions analytiques d’une grande propreté pour éviter toute contamination des échantillons (travail en salle blanche), ainsi que l’usage de techniques très pointues (chromatographie ionique, spectrométrie de masse…) sur quelques millilitres d’échantillon.

Les glaces conservent de l'air fossile

L’air fossile piégé dans les carottes de glace est un moyen unique pour accéder directement aux atmosphères du passé.

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Il nous renseigne sur l’évolution des gaz à effet de serre (principaux gaz à effet de serre : le dioxyde de carbone CO₂, le méthane CH₄, et le protoxyde d’azote N₂O). On peut ainsi quantifier l’impact de l’activité humaine par rapport aux teneurs naturelles, préciser la relation entre gaz à effet de serre et climat, et évaluer les interactions climatiques avec les cycles bio-géochimiques.

Les molécules des gaz à effet de serre séjournent longtemps dans l’air avant d’être détruites (durée de vie de quelques années pour le CO₂, de dix ans pour le CH₄). Ces temps de séjour, très supérieurs au temps caractéristique de mélange de l’atmosphère, conduisent à des concentrations en gaz à effet de serre remarquablement homogènes sur le globe. Les profils des gaz à effet de serre dans les carottes de glace permettent donc de dater, par comparaison, ces dernières à différents endroits.

L’analyse isotopique de ces gaz infirme également sur leur origine et affine donc notre compréhension du cycle du carbone. Enfin, le monoxyde de carbone (CO) retrace l’évolution de la capacité oxydante de l’atmosphère, qui affecte par exemple le temps de séjour du méthane dans l’air. Par ailleurs, les isotopes de l’oxygène atmosphérique, sensibles aux processus de respiration et de photosynthèse, donnent une estimation de la productivité biologique.

Les cristaux de neige, en s’accumulant, piègent entre eux un peu d’air.

À une profondeur de 50 à 100 mètres, la neige se transforme en glace à cause du tassement des couches neigeuses amoncelées année après année. La porosité de la neige permet la circulation de l’air dans le névé, mais quand la glace atteint une densité de l’ordre de 0,8, les pores se ferment et des bulles d’air se retrouvent isolées les unes des autres. Environ 10 % du volume de la glace naturelle sont ainsi constitués de gaz.L’air diffusant rapidement au sein du névé, l’air et la glace prélevés à une même profondeur ne sont pas forcément contemporains.

La différence d’âge s’élève à plusieurs milliers d’années à Vostok, où le taux d’accumulation est faible. C’est une source d’incertitude non négligeable qu’il faut prendre en compte lorsqu’on analyse l’ensemble des informations pour en déduire les conditions climatiques.

L’évolution des gaz à effet de serre, enregistrée dans les bulles d’air, devra être recalée dans le temps sur celle de la température, mesurée dans la glace. Certains gaz (azote, gaz rares) ont une composition atmosphérique stable à l’échelle de plusieurs cycles climatiques. Leur diffusion, dans la partie poreuse de la calotte, est affectée par les variations de température qui se produisent à la surface des calottes ou par celles de l’accumulation des neiges. Il en résulte des fractionnements thermiques ou gravitationnels sur leurs isotopes. Les mesures isotopiques permettent donc aussi d’estimer les variations passées de température, d’accumulation, ainsi que les différences d’âge entre les gaz et la glace.

Ils aident aussi à recaler dans le temps les résultats provenant des carottes de glace et ceux provenant de sédimentsCar la datation de la glace est très délicate ! marins. 

Dater les glaces

Les échelles de temps couvertes par les carottages dépendent du taux d’accumulation de la neige (quantité nette de neige restant à la surface au bout d’une année) ainsi que de la vitesse d’écoulement de la glace. C’est au centre de l’Antarctique, à Vostok, l’un des endroits les plus secs et les plus hostiles de la planète (2 cm de précipitations par an, température moyenne annuelle de – 55 °C), que l’on a extrait la glace la plus ancienne, datant de 400 000 ans. Au contraire, certains forages des glaciers tropicaux ne couvrent que les derniers siècles, mais avec une résolution temporelle de l’ordre du mois.

Plusieurs sites permettent de remonter depuis le climat actuel jusqu’au maximum de la dernière période glaciaire, il y a 20 000 ans, ce qui aide à corréler les carottes entre elles.

Au coeur de la glace

Mais comment dater la glace ? On a vu que, parfois, les impuretés identifient des couches annuelles. La radioactivité (activité bêta ou gamma) des essais nucléaires atmosphériques (1954-1958 et 1965-1966) ou de l’accident de Tchernobyl (avril 1986) reste mémorisée dans la glace et constitue ainsi un marqueur stratigraphique. Les éruptions

La teneur en ¹⁰Be de la glace dépend uniquement du taux d’accumulation de neige sur le site si le champ magnétique terrestre et de l’activité solaire sont restés constants. La comparaison du ¹⁰Be aux profils de 14C mesurés dans les cernes d’arbres, bien datés, détermine une échelle absolue d’âge pour la glace. On peut estimer les taux d’accumulation à partir des isotopes de l’eau, et puisque la glace flue, on calcule des modèles d’écoulement de la glace. Enfin, on corrèle les données provenant des glaces avec celles tirées des sédiments


volcaniques, connues par ailleurs et repérées dans les glaces par les poussières et les acides qu’elles ont émis, définissent aussi des références. marins.

Evolution climatique naturelle

À l’aide de cette panoplie d’outils, de nombreuses études ont montré qu’en Antarctique centrale, les isotopes de l’eau peuvent quantitativement être utilisés comme indicateurs de la température du passé. Seul le carottage de Vostok permet de couvrir quatre cycles climatiques (Un cycle climatique est défini par la succession d’une période interglaciaire et d’une période glaciaire.), soit environ 400 000 ans. L’un des résultats phares du projet Vostok (cf. figure 4, page ci-après) est le parallélisme des variations de la température de l’air et de la teneur atmosphérique en gaz à effet de serre. Ce résultat, combiné avec une approche de modélisation, suggère qu’environ la moitié de la variation climatique glaciaire- interglaciaire trouverait son origine dans l’effet radiatif des gaz à effet de serre, amplifié par d’autres rétroactions du système climatique comme l’étendue des glaces de mer, la réponse de la végétation, l’humidité de l’air…

Les aérosols de Vostok sont plus abondants durant les périodes glaciaires. Cette augmentation résulte d’une aridité continentale plus prononcée, de vents plus soutenus et d’un transport méridien accentué par suite d’un gradient de température plus intense entre les tropiques et les pôles.

Au Groenland, deux équipes, européenne (GRIP) et américaine (GISP2), ont creusé la calotte jusqu’au socle rocheux. Les séries obtenues (cf. figure 5, page ci-après) ne permettent pas encore d’affirmer que les précédentes périodes chaudes, interglaciaires, comme celle que nous vivons, connaissent un climat stable. En revanche, elles ont montré l’incroyable instabilité du climat en période glaciaire, période marquée par une succession de variations climatiques rapides s’effectuant en quelques dizaines d’années. Ces variations climatiques s’accompagnent d'événements abrupts en méthane, indiquant qu’elles concernaient une vaste étendue géographique incluant potentiellement les régions tropicales.

Dans les glaces groenlandaises, plus acides et plus riches en impuretés qu’en Antarctique, le CO₂ des bulles d’air réagit avec la glace ; il ne retrace donc pas directement l’évolution de l’atmosphère.

Figure 4 : Quatre cycles climatiques archivés dans les glaces de Vostok. Sont représentés, de haut en bas,
la composition isotopique en deutérium (δD), la concentration en dioxyde de carbone (CO₂), la concentration en méthane (CH₄), la teneur en calcium (Ca) et l’excès en deutérium (d) en fonction du temps, depuis il y a 400 000 ans jusqu’à nos jours.

Les mesures couvrent quatre cycles glaciaire-interglaciaire. Le dernier épisode chaud s’est produit il y a 125 000 ans. Le dernier maximum glaciaire a eu lieu il y a 20 000 ans. Un cycle dure environ 100 000 ans, δD et d signent les température du passé, les épisodes chauds correspondant aux pics de δD. Les époques glaciaires sont marquées par des précipitations très pauvres en deutérium ; elles apparaissent en creux. Les concentrations en gaz à effet de serre, obtenues à partir des bulles d’air fossile, sont données en ppm (parties par millions) ou ppb (parties par milliards). Elles sont élevées lors des périodes chaudes et basses pendant les épisodes froids. La teneur en calcium, exprimée en nanogrammes par cm3, est un indicateur de la quantité de poussières ; elles sont plus abondantes pendant les périodes glaciaires.

Par ailleurs, les profils de température passée varient selon la méthode utilisée : ainsi, le réchauffement glaciaire-interglaciaire est évalué à 10 °C par les isotopes de l’eau et 20 °C par deux autres méthodes (fractionnement des gaz dans le névé, inversion du profil de température mesuré dans le trou de forage).

Figure 5 : Un cycle glaciaire à GRIP. Mêmes définitions que pour la figure 4 mais ici l’échelle horizontale de temps ne couvre que 140 000 ans. δ18O, de même que δD, sert à connaître la température du passé. Noter la forte instabilité du climat pendant la période glaciaire.

En fait, les modèles de circulation générale de l’atmosphère ont élucidé cette divergence en montrant que la répartition saisonnière des précipitations a changé depuis 20 000 ans. Les précipitations sont actuellement plus importantes en hiver (biaisant le thermomètre isotopique vers le froid) alors qu’elles sont plus importantes en été (biaisant vers le chaud) pendant une période glaciaire. Les isotopes de l’eau sous-estiment donc le changement moyen annuel de la température dans cette région.

De même, les aérosols des glaces groenlandaises apportent des résultats différents de ceux de l’Antarctique, en particulier à cause de la proximité du Groenland avec les continents voisins, qui réduit le temps de transport. Les émissions biogéniques d’ammoniaque ou de composés organiques volatils se sont accrues durant la période interglaciaire actuelle, comparée à la dernière glaciation, car les grandes calottes glaciaires nord américaine et eurasienne, en fondant, ont laissé place aux forêts boréales. De plus, à travers ces données, les feux de forêt boréale semblent moins fréquents du début de l’Holocène (il y a 10 000 ans) à nos jours.

Evolution anthropique de l'environnement

L’un des grands apports scientifiques de l’étude des glaces concerne la quantification de l’impact de l’activité humaine sur la composition de l’atmosphère. Le résultat le plus marquant porte sur les teneurs en gaz à effet de serre. L’analyse conjointe des carottes groenlandaise et antarctique a démontré sans ambiguïté que, depuis environ 150 ans, les teneurs en CO₂, CH₄, et en N₂O ont constamment augmenté, pour atteindre désormais des valeurs respectivement supérieures de 30 %, de 150 % et de 15 % aux teneurs pré-industrielles.

D’autres polluants montrent un comportement différent en Antarctique et au Groenland. Ainsi, les sulfates, issus de l’évolution atmosphérique des produits soufrés de la combustion du charbon et du pétrole, augmentent au Groenland d’un facteur 3 à un facteur 5, en deux paliers centrés sur les années 1900 et 1950. Depuis 1980, ces teneurs semblent décroître, reflétant les mesures prises pour limiter les émissions industrielles de dioxyde de soufre. En revanche, en Antarctique, les teneurs en sulfate ont peu varié depuis 100 ans, ce qui traduit très probablement l’éloignement des sources et le court temps de résidence du sulfate dans l’atmosphère (quelques jours).

Les glaces du Groenland révèlent également un impact de l’activité humaine bien plus ancien que la révolution industrielle. En effet, on y détecte un net pic de plomb durant le développement des civilisations gréco-romaines, il y a 2 000 ans. Les activités minières et la sidérurgie étaient alors suffisamment développées pour engendrer une pollution atmosphérique de l’hémisphère nord. Toutefois, ce pic de plomb est mineur par rapport aux teneurs modernes, qui se sont accrues d’un facteur 20 entre le XIXe siècle et 1970.

L’actuelle baisse des teneurs fait suite à la récente mise en service de pots catalytiques nécessitant l’emploi d’essence sans plomb, mais ces teneurs restent encore environ deux fois supérieurs aux teneurs pré-industrielles.


Glaciers tropicaux et glaciers tempérés

Les glaciers tropicaux et les glaciers des latitudes tempérées permettent de compléter les données glaciologiques. Certains éléments enregistrés dans la glace polaire présentent un temps de séjour très limité dans l’atmosphère, produisant ainsi des disparités spatiales prononcées. De même, les variations de température ou d’accumulation reconstruites en région polaire ne peuvent pas être extrapolées aux régions de plus basse latitude.

Enfin, les glaciers tropicaux et tempérés, proches des sources anthropiques de polluants, donnent accès à des pollutions non mesurables dans les régions polaires. Pour toutes ces raisons, des campagnes de forage sont aussi mises en place sur ces glaciers.

La logistique est souvent difficile à mettre en œuvre car les glaciers utilisables à des fins glaciologiques doivent être les plus froids possibles, ce qui implique d’aller à très haute altitude dans les chaînes montagneuses.

Grands projets en cours

Les vingt dernières années ont vu l’obtention de résultats spectaculaires permettant de documenter les variations naturelles et anthropiques du climat et de l’environnement, à partir de carottage dans les régions polaires et les glaciers continentaux. Si ces résultats ont amélioré notre compréhension du système climatique, la complexité de ce système nous pose encore de multiples questions.

De grandes opérations de carottage dans les glaces, auxquelles sont associés les laboratoires français (LSCE, LGGE) sont en cours ou prévues. Elles visent à éclaircir des aspects spécifiques du système climatique : la variabilité régionale, avec le programme européen EPICA en Antarctique (Dome Concordia ; Dronning Maud Land) ; la stabilité du climat de l’hémisphère nord au cours du dernier âge interglaciaire, avec une campagne danoise au Groenland à laquelle collaborent Européens, Japonais et Américains (North GRIP) ; la variabilité récente du climat et de l’environnement en Amérique du sud, grâce à une série de forages réalisés dans les Andes par l’Institut de recherche pour le développement (IRD).

Des éclaircissements très attendus…


Pour les enfants

Source : Futura-Sciences

Les glaciers tropicaux

Les glaciers tropicaux, qui couvrent environ 2 800 km2, représentent moins de 5% des glaciers de montagne du monde.

La quasi totalité d'entre eux se situe dans les Andes. A la différence de leurs homologues alpins, les glaciers andins sont souvent petits, d'une taille inférieure à 5 km2 . Pour les peuples anciens des Andes qui les vénéraient, ils étaient à l'origine de l'eau et les maîtres du temps qu'il fait.

Petit glacier à environ 4800 m d'altitude, au pied du Huayna Potosi (6088 m, Cordillère de La Paz), province de Murillo, Bolivie. © IRD/Joyce Wirrmann. 

Introduction

Les glaciers tropicaux, qui couvrent environ 2 800 km2, représentent moins de 5% des glaciers de montagne du monde. La quasi totalité d'entre eux se situe dans les Andes. A la différence de leurs homologues alpins, les glaciers andins sont souvent petits, d'une taille inférieure à 5 km2 . Pour les peuples anciens des Andes qui les vénéraient, ils étaient à l'origine de l'eau et les maîtres du temps qu'il fait.

Réservoirs naturels, les glaciers andins régulent le régime des cours d'eau pendant la saison sèche. Mais, par leur situation particulière sous les tropiques et leur taille réduite, ils sont très sensibles aux changements du climat et connaissent, depuis 20 ans, un recul inquiétant. Au début des années 1990, des hydrologues et des glaciologues de l'IRD sont partis à la conquête des sommets des Andes.

L'Illimani, une barrière blanche au-dessus de l'Altiplano bolivien. © IRD/Bernard Francou.

Là, ils ont mis en place, avec leurs partenaires andins, un réseau de surveillance de glaciers et de bassins versants pour l'étude de la variabilité hydrologique et climatique en haute altitude sous les tropiques. Avec cette plate-forme scientifique unique en son genre, ils cherchent à comprendre la récente évolution des glaciers et à en évaluer les conséquences sur la disponibilité en eau.

Les glaciers, les cours d'eau et les lacs de l'Altiplano gardent la trace , sur plusieurs millénaires, des changements globaux avec un très haut degré de résolution.

Le recul accéléré des glaciers andins

Les glaciers andins constituent des sites stratégiques pour étudier et comprendre les changements du climat.

Par leur altitude tout d'abord : ils atteignent la moyenne troposphère, rarement accessible à des mesures directes, où s'effectuent d'importants transferts de chaleur et d'humidité. Par leur latitude également : ils sont situés sous les tropiques, région de très fortes interactions entre l'océan et l'atmosphère, qui contrôle une grande partie de la circulation atmosphérique mondiale. Enfin, ces glaciers sont extrêmement sensibles aux variations climatiques. En effet, contrairement à leurs homologues alpins, préservés par un épais manteau de neige, ils sont soumis en permanence à un régime d'ablation et réagissent donc très vite au moindre soubresaut du climat.

Glacier de Chacaltaya (5300 m) en Bolivie : remise en place des balises de bilan. © IRD/Bernard Francou.

Toutes ces raisons ont conduit l'IRD et des instituts de recherche andins à déployer, sur des glaciers en Bolivie, en Equateur et au Pérou, un réseau d'observation unique dans l'hémisphère Sud. Les informations enregistrées par les stations météorologiques permettent de suivre leur évolution.

Station micrométéorologique sur le glacier 15 de l'Antizana (4860 m) pour l'analyse du bilan d'énergie. Equateur. © IRD/Bernard Francou

Ces recherches tentent d'éclairer le fonctionnement futur des bassins versants englacés, dans un contexte de changements climatiques naturels et anthropiques, afin de prévoir l'avenir des ressources en eau qui leur sont liées. Les glaciers des Andes, particulièrement sensibles aux variations climatiques, dont le phénomène El Niño, présentent un recul accéléré depuis le début des années 1980.

Plus à l'aval, les eaux de fonte de ces glaciers sont bien souvent la principale ressource disponible pour l'énergie hydraulique, les eaux urbaines, minières et agricoles.

Faire parler les glaces

Entreposage des carottes dans une cave improvisée à 6350 m : éviter à tout prix qu'elles fondent.. Illimani, Bolivie. © IRD/Bernard Francou.

Des carottages profonds, menés avec l'IRD en Bolivie, au Chili, en Equateur, et prochainement au Pérou, permettent d'extraire des archives de glace qui fournissent des séries climatiques à haute résolution sur plusieurs milliers d'années.

Camp 2 ou site de carottage, à 6350 m : tentes enfoncées dans la neige pour les protéger du vent. Illimani, Bolivie. © IRD/Bernard Francou.

Mais comment faire parler les échantillons ramenés gelés pour analyse à des laboratoires français et européens partenaires. Actuellement, les chercheurs de l'IRD, du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement de Grenoble et du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement de Saclay se penchent sur les 137 mètres de l'une des carottes prélevées en 1999 sur l'Illimani en Bolivie, à 6350 m d'altitude.

Ambiance de travail dans une des deux tentes de carottage : le carottier et la découpe de glace en carottes de 70 cm prêtes à être emballées dans leur gaine de plastique numérotée. Illimani, Bolivie. © IRD/Bernard Francou.

Il leur faut tout d'abord dater les différentes strates de glace, depuis la surface jusqu'à la base de la carotte qui reposait sur le lit rocheux. La datation peut être obtenue grâce aux traceurs isotopiques (deutérium et oxygène 18) ou chimiques (chlorures, sulfates, etc.) à la conductivité électrique, au nombre et à la taille des poussières.

 

Une des 210 carottes présentées par Ulrich Schotterer (isotopiste). Illimani, Bolivie. © IRD/Bernard Francou..

La comparaison de ces traceurs permet de compter les cycles saisonniers qui, dans cette région des Andes, présentent l'avantage d'être très contrastés.

La glace se charge de petits cailloux à l'approche du bedrock, vers 136 m de profondeur. Illimani, Bolivie.
© IRD/Bernard Francou.

Des datations absolues peuvent également être réalisées, notamment à l'aide du carbone 14 contenu dans certains éléments organiques (pollens, insectes, etc.).


La carotte de l'Illimani

La carotte de l'Illimani  ne semble pas renfermer de débris carbonés. Les scientifiques ont pu dater les cents premiers mètres, soit une archive de 200 ans, en identifiant des traces (conductivité, poussières, minéralogie...) de cinq éruptions volcaniques dont les dates étaient connues et grâce à un pic de radioactivité lié à de nombreux essais thermonucléaires dans l'atmosphère vers 1964.

Pour le fond de la carotte, une première information indiquerait une période d'intense refroidissement qui correspondrait à la fin de la dernière glaciation. La carotte aurait alors 12 000 ans.

Détail d'un sommet de l'Illimani, Bolivie. © IRD/Denis Wirrmann.

Sur les premières dizaines de mètres des carottes, peu déformées par le poids de la glace, l'épaisseur des couches annuelles conduit à évaluer les volumes de neige accumulés. Les constituants chimiques et physiques offrent, ensuite, des indications sur les conditions atmosphériques locales lors des précipitations. Les quantités de poussières et leur diamètre, les chlorures, les nitrates ou les sulfates peuvent fournir des informations sur l'environnement comme l'état de la couverture végétale ou l'intensité et la direction des vents.

Grâce à ces différents éléments, les chercheurs espèrent reconstituer, à terme, les variations d'intensité et de fréquence des grandes oscillations climatiques, de type El Niño, au cours des derniers millénaires.

Dynamique de l'eau et climats d'altitude

L'IRD étudie la dynamique de l'eau dans les différents compartiments du cycle hydrologique de bassins versants d'altitude, en relation avec le climat. Pour comprendre les processus hydrologiques dans les montagnes tropicales et leurs réactions aux forçages climatiques, il faut évaluer les temps de séjour et de transfert dans les différents compartiments, tant superficiels (glacier, rivière, lac) que souterrains, en fonction du régime des pluies, de l'évaporation ou sublimation de neige.

Dans la représentation des bassins versants d'altitude, les glaciers constituent des réservoirs d'eau dont le débit, très lié aux conditions énergétiques, dépend peu des précipitations. Vu la faible taille des glaciers et leur morphologie, il faut prendre en compte les précipitations solides (neige) et liquides (pluie) sur les parties non englacées pour comprendre les écoulements à l'aval des bassins versants d'altitude.

Cordillère Blanche, Laguna Artesonraju (4600 m), Pérou.
© IRD/Bernard Pouyaud.

La redistribution des précipitations dans les différents compartiments du bilan hydrologique (évaporation, sublimation, stockage, écoulements rapide ou retardé, etc.) est induite par le forçage climatique et également fonction du milieu récepteur.

Le but de ces recherches est d'introduire dans un modèle hydrologique les connaissances déjà acquises par l'IRD pour expliquer les fluctuations lacustres majeures que l'Altiplano a connu depuis 20 000 ans . Pour connaître l'influence réelle des glaciers sur l'extension des lacs, il faut reconstruire des séries d'oscillations des glaciers et, en parallèle, des séries de hauteurs d'eau dans les lacs.

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Source :
IRD - Suds en ligne,  le 18/12/2004