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Success Stories de projets - À la recherche d'indices sur le changement climatique dans les cavernes

Les croissances souterraines telles que les stalagmites peuvent fournir des informations importantes sur les changements environnementaux. Un projet de recherche récemment achevé s'est concentré sur des cavernes européennes afin de voir les informations qu'elles peuvent nous offrir quant aux changements climatiques.

Changement climatique et Environnement

De nombreuses personnes sont soumises à des conditions difficiles et dangereuses afin d'aller à la rencontre d'une atmosphère souterraine surnaturelle et de formations minérales uniques plus connues sous le nom de spéléothèmes, telles que les stalagmites et les stalactites. Toutefois, en plus d'attirer des personnes passionnées de cavernes, les spéléothèmes contiennent également des informations vitales sur le climat. Érigées à partir de dépôts formés sur des milliers d'années à mesure que l'eau ruisselle à travers les roches poreuses, elles détiennent des couches d'informations sur différents éléments atmosphériques au cours des ans. Le paléoclimatologue espagnol David Dominguez-Villar cherche à savoir comment les cavernes peuvent nous éclairer davantage quant à notre climat. Il vient à peine d'accomplir un projet de recherche d'une durée de deux ans après avoir observé des cavernes en Espagne, en France, en Slovénie et deux au Royaume-Uni, avec la collaboration de chercheurs locaux sur chaque site. «Nous avons tenté de comprendre si nous pouvions trouver des preuves du changement climatique en cours dans différents environnements de grottes en Europe», affirme-t-il. «Les cavernes sont des environnements uniques étant donné qu'elles maintiennent une température stable. Autrement dit, elles sont un bon guide quant à la façon dont change le climat sur le long terme.» Des archives du climat Il explique comment les spéléothèmes des cavernes peuvent fournir un indicateur climatique - archives des changements climatiques passés au fil des ans - en offrant aux scientifiques des données similaires à celles des carottes glaciaires forées dans les glaciers que l'on trouve dans les régions polaires de la Terre. «Les cavernes présentent beaucoup plus d'avantages que les carottes glaciaires», affirme M. Dominguez-Villar qui a mené le projet tout en travaillant à l'université de Birmingham (Royaume-Uni). «On les trouve partout, ce qui signifie qu'elles peuvent nous offrir des indices sur les changements climatiques sur une grande étendue géographique, et elles sont beaucoup plus accessibles car n'impliquent pas d'aller aux Pôles.» Les stalagmites que l'on trouve dans les cavernes permettent aux chercheurs d'obtenir des informations en haute résolution; en effet, elles sont capables de prendre des mesures beaucoup plus souvent que dans d'autres archives en raison des récents progrès techniques, en n'obtenant non seulement un indicateur précis du climat mais également à une échelle sous-annuelle. Les spéléothèmes peuvent également être datés avec précision pour les dernières centaines de milliers d'années - l'échelle de temps connue en tant que la période quaternaire - à l'aide de la technique de datation de l'uranium-thorium. Par ailleurs, les stalagmites sont particulièrement utiles pour les applications du paléoclimat en raison de leur géométrie relativement simple et parce qu'elles contiennent de nombreux indicateurs du climat, tels que l'oxygène et les isotopes de carbone, ou des éléments de trace - des impuretés dans les stalagmites carbonatées. Ces derniers peuvent donner des indices sur les précipitations, la température, et les changements de végétation des 500 000 dernières années environ, explique M. Dominguez-Villar. Ces informations sont vitales pour les scientifiques étudiant le changement climatique, car les connaissances sur la variabilité du climat passé et ses causes sont nécessaires pour comprendre les changements actuels et prévoir les tendances à venir. Un aperçu plus grand Suite à l'intérêt croissant sur le changement climatique dans de nombreux secteurs, des données plus précises sur les changements climatiques du passé sont nécessaires aux scientifiques. «De nombreux chercheurs ont souhaité utiliser des cavernes comme archives climatiques, mais étant donné que les interactions surface-caverne étaient méconnues, il a été jusqu'à présent difficile d'utiliser de telles données. Nous nous sommes fixés pour objectif de découvrir comment les changements de température sont transférées dans les environnements de cavernes», affirme-t-il. M. Dominguez Villar affirme que grâce au projet, les scientifiques possèdent désormais «une importante actualisation» sur la physique des cavernes qui avait été pour la dernière fois observée dans les années 1970. «Le projet nous a permis de vraiment comprendre désormais le processus avec plus de clarté», déclare-t-il. «Les mécanismes sont très compliqués, mais maintenant nous savons mieux comment les températures sont transférées dans les cavernes et nous avons établi des modèles fondés sur les données que nous avons collectées sur chaque site», ajoute-t-il. Toutefois, il y avait certains défis à relever avant que des données précises ne puissent être collectées. L'atmosphère et les processus dans chaque grotte sont uniques c'est pourquoi elles ont toutes besoin d'être surveillées de façon individuelle, explique-t-il. Les modèles climatiques significatifs peuvent être effectués qu'en connaissance des caractéristiques de chaque caverne. Cela peut prendre des années ou des décennies avant que les fluctuations de températures de surface ne soient transférées dans les cavernes. «Nous avons découvert que la profondeur de toute caverne est un facteur important dans la vitesse à laquelle les changements de température sont transférés», affirme-t-il. Pour la grotte slovène, par exemple, le retard était d'environ 20 années avant que l'augmentation des températures à la surface puisse être visible sous terre; or pour les grottes espagnoles, françaises et britanniques, qui étaient plus étroites, les changements n'ont été transférés que quelques années plus tard. L'équipe a également découvert qu'un autre élément clé affectant le transfert des températures est le changement dans l'utilisation des sols à la surface. «Dans la grotte espagnole, nous avons découvert qu'un refroidissement avait eu lieu, qui finalement était du aux changements à la surface de la couverture forestière», affirme-t-il. «Cela est important pour l'Europe étant donné qu'il y a eu de nombreux changements dans la façon d'utiliser les sols ces dernières décennies et cela signifie que la couverture végétale a changé drastiquement.» Développements futurs M. Dominguez Villar rédige actuellement un document parallèle sur les résultats du projet, qui a été financé à travers une subvention au titre du programme Marie Curie de l'UE qui promeut les projets de recherche individuelle des universitaires. Entre-temps, les données collectées seront renforcées dans les travaux à venir, ajoute-t-il, grâce à un effort en cours qui se penche sur les différences des changements climatiques passés en Europe du nord et du sud. Il insiste sur le fait que ces travaux se trouvent encore à leurs balbutiements, mais estime qu'ils contribueront considérablement à notre connaissance en ce qui concerne les changements climatiques en cours. «Les cavernes peuvent nous fournir d'autres archives qui présentent le climat d'un point de vue différent. Ce projet permettra de mieux calibrer les documents d'autres scientifiques travaillant sur les cavernes. Leurs données étant souvent intégrées par des modeleurs, l'amélioration de la précision fournie par les résultats de ce projet sera essentielle pour le peaufinage des prévisions des scénarios climatiques futurs», conclut-il.