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Évolution du climat au cours du Cénozoïque : impact de la paléogéographie, des paramètres orbitaux et du CO2 sur la mousson asiatique et la biosphère terrestre

Début : 01 octobre 2017

Fin : 17 décembre 2020

Encadrant(s) :
Frédéric Fluteau, Guillaume Le Hir, Yannick Donnadieu (CEREGE)

Equipe(s) liée(s) :
Paléomagnétisme

Statut : Soutenue

Thèse de Delphine Tardif-Becquet

Les moussons régissent le climat d’une large partie de l’Asie depuis le subcontinent indien jusqu’à l’est de la Chine actuellement. Leurmise en place et leur évolution restent cependant débattues et sont régulièrement réévaluées grâce à l’acquisition de nouveaux indicateurs climatiques. Des données récentes suggèrent que le régime de mousson en Asie fonctionnait déjà il y a environ 40Ma, à l’Éocène supérieur, dans un contexte climatique globalement plus chaud et dans une configuration paléogéographique très différente d’aujourd’hui.

Le but de cette thèse est d’étudier les conditions d’une mise en place des moussons asiatiques au cours de la période 42-33 Ma, englobant la fin de l’Eocène et la transition climatique majeure de l’Eocène-Oligocène. Nous balayons les différents champs d’incertitudes persistantes pour cette époque (paléogéographie, pCO2, niveau marin) et les différentes sources de variabilité climatique (le forçage orbital essentiellement). Nous utilisons le modèle de système-Terre IPSL-CM5A2, récemment adapté à l’étude des paléoclimats. En utilisant une première paléogéographie tardi-Éocène et une pCO2 de 1120 ppm, nous montrons dans un premier temps que le modèle simule des précipitations extrêmement saisonnières en Asie, sans pour autant présenter la circulation atmosphérique caractéristique des moussons.

La sensibilité du climat et du couvert végétal tardi-Éocène aux paramètres orbitaux est ensuite évaluée à travers différents tests de sensibilité. Nous démontrons que les variations orbitales ont pu être un forçage majeur de variabilité climatique et biologique en Asie. Les configurations favorisant des gradients thermiques inter-hémisphériques importants (via des obliquités fortes et/ou des précessions induisant des étés boréaux chauds), en provoquant une migration accrue des masses d’air équatoriales humides sur le continent, génèrent des climats saisonnièrement très humides en été sur le sud-est asiatique. Plus globalement, le couvert végétal semble également très sensible aux variations orbitales dans les subtropiques et aux hautes latitudes. Ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de réflexion sur de possibles relations entre forçage orbital, climat et ouverture de corridors de dispersion des faunes asiatiques vers l’Europe et l’Amérique (phénomènes nommés Grande Coupure).

Enfin, nous comparons les circulations atmosphériques générées par des reconstructions paléogéographiques alternatives de la région asiatique. Elles testent par exemple différentes altitudes du plateau tibétain et différentes morphologies de la phase initiale de collision entre l’Inde et l’Asie, ces deux aspects étant encore extrêmement débattus. Pour finir, ces résultats sont mis en perspective en les comparant à des simulations climatiques à 34, 20 et 10 Ma. Le climat simulé en Asie apparaît finalement très peu sensible aux changements locaux de la paléogéographie indo-tibétaine. À l’inverse, nous notons l’apparition progressive des champs de pressions et des vents caractéristiques des moussons à mesure que le retrait de la mer Paratéthys et de la fermeture de l’océan Néotéthys permet l’exondation de la péninsule arabique et de l’Asie centrale, augmentant ainsi fortement la continentalité de la région. Nous suggérons ainsi que les gradients thermiques induits par la continentalité asiatique sur une échelle de temps géologique, ou par des paramètres orbitaux favorables sur une échelle de temps de quelques milliers d’années constituent les forçages dominants du régime des moussons en Asie.

Thèse de doctorat  – Delphine Tardif-Becquet

Delphine Tardif, Frédéric Fluteau, Yannick Donnadieu, Guillaume Le Hir, Jean-Baptiste Ladant, et al.. The origin of Asian monsoons: a modelling perspective. Climate of the Past, 2020, 16 (3), 847-865

⟨10.5194/cp-16-847-2020⟩  ⟨hal-02625211⟩

Delphine Tardif, Agathe Toumoulin, Frédéric Fluteau, Yannick Donnadieu, Guillaume Le Hir, et al.. Orbital variations as a major driver of climate and biome distribution during the greenhouse to icehouse transition. Science Advances, 2021, 7 (43)

⟨10.1126/sciadv.abh2819⟩⟨insu-03401267⟩

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