La composition isotopique triple de l’oxygène dans l’eau comme nouveau traceur du cycle hydrologique

Les isotopes de l’eau (dD, d18O) sont mesurés depuis plus de 50 ans afin de comprendre le lien entre cycle de l’eau et climat. D’une part, les enregistrements de dD et de d18O renseignent (1) sur les changements de température aux hautes latitudes (notamment dans les carottes de glace pour les températures du passé) et (2) sur l’intensité des précipitations le long de la trajectoire aux plus basses latitudes. D’autre part, dans les glaces polaires, la combinaison de d18O et de dD dans l’excès en deutérium (d-excess = dD – 8 d18O) trace les conditions climatiques des régions océaniques sources d’humidité pour les précipitations polaires. Ce dernier paramètre est particulièrement intéressant pour tracer l’histoire du climat des basses latitudes dans les carottes de glace mais il ne permet pas une reconstruction quantitative car il est influencé à la fois par l’humidité relative et la température de la source ainsi que par la température de condensation. Récemment, il est devenu possible de mesurer avec une grande précision le d17O de l’eau et d’introduire un nouveau paramètre, le 17Oexcess (=ln(d17O+1)-0.528ln(d18O+1)). Mesuré dans la glace, ce paramètre semble être un marqueur direct de l’humidité relative des régions sources. Lors de ce séminaire, je présenterai l’état de l’art concernant la mesure et l’interprétation du 17Oexcess de l’eau à travers diverses études. D’abord, les coefficients de fractionnement associés au d17O ont été mesurés et validés par des expériences en laboratoire et des études sur site (au-dessus de l’océan, à la surface de la calotte de glace du Groenland). Ensuite, plusieurs études pionnières permettent de décrire la variabilité du 17Oexcess à plusieurs échelles de temps et à plusieurs latitudes. Dans les basses latitudes, il a été montré que le 17Oexcess des précipitations traçait l’activité convective (réponse au saut de mousson) et permettait de mieux paramétrer le processus de réévaporation. Dans les hautes latitudes, la variabilité spatiale et saisonnière du 17Oexcess montre qu’il est un bon traceur de l’humidité relative des régions sources sauf dans les régions très isolées de l’Antarctique où le signal local domine. Enfin, le signal de 17Oexcess lors des transitions glaciaires-interglaciaires permet de contraindre les variations de l’humidité relative de la source en réponse à un changement climatique majeur.
Séminaire de Géochimie