SPELEOTHEMES ET PALEOCLIMATS
Plancher stalagmitique Vil-car1* – Grotte de Villars (Dordogne),
salle du Balcon (h = 115 cm et 23 cm).
Ce morceau de plancher stalagmitique fait partie d’une carotte de calcite longue de cent-treize centimètres, extraite de la grotte de Villars (Dordogne) à l’aide d’un carottier diamanté [fig. 1]. Les datations uranium-thorium effectuées tout le long de la carotte associée au profil en isotopes stables a permis de reconstituer l’évolution climatique au cours des derniers 178 000 ans [fig. 2]. On distingue nettement le pic isotopique montrant une période chaude et humide datée autour de 125 000 ans et associée au Dernier Interglaciaire, appelé stade isotopique 5. Le morceau présenté à droite s’est développé entre 170 000 ans et 150 000 ans, en pleine période glaciaire de l’avant dernier cycle climatique (stade isotopique 6). La base de l’échantillon contient des sédiments argilo-détritiques apportés par l’eau d’infiltration, démontrant une probable nudité ou végétation réduite (type toundra) des sols au-dessus de la grotte, représentative d’un climat froid. Plus au-dessus, la calcite devient plus « propre », sans traces de sédiments. Cela coïncide à une amélioration du climat, où se retrouvent des oscillations climatiques millénaires proches de celles observées dans le cycle climatique suivant dans d’autres stalagmites de la grotte (Vil-stm9 et Vil-stm27 [fig. 3] ; Wainer et al., 2013).
C’est sur cet échantillon qu’une nouvelle méthode a pu être aussi expérimentée, avec pour but de déterminer la température au moment de la formation de la calcite, et donc la température de la grotte, elle-même proche de la température moyenne extérieure. Ainsi, entre le début du grand pic isotopique du Dernier Interglaciaire (qui correspond à la phase glaciaire) et l’optimum climatique qui coïncide avec le pic [fig. 2], il a été possible d’estimer un écart de température de l’ordre de 14°C ±5°C(Wainer et al., 2011). C’est l’une des rares quantification de température effectuée sur des archives climatiques continentales.
*Carotte exposée dans le hall d’accueil de la grotte de Villars (Dordogne).
Figure 1 – Séance de carottage du plancher stalagmitique de la Salle du Balcon de la grotte de Villars. Ici le chercheur Yves Quinif (de la Faculté Polytechnique de Mons, Belgique) utilise un carottier diamanté refroidit par un flux d’eau pour effectuer un forage dans un plancher stalagmitique et en extraire une carotte de calcite.
Figure 2 - Courbe paléoclimatique du plancher stalagmitique Vil-car1 depuis 178 000 ans (courbe bleue foncé). Comparaison avec deux autres enregistrements paléoclimatiques issus de spéléothèmes de grottes situées en Israël (courbes rouge et rose). La courbe des températures reconstituées avec les glaces de l’Antarctique se superpose en bleu clair sur les autres (EPICA ; Jouzel et al. 2007). Sur toutes ces reconstitutions climatiques, on distingue nettement le pic qui marque le dernier Interglaciaire, période particulièrement chaude et humide, autour de 125 000 ans (Wainer et al., 2009, 2010, 2013).
Figure 5.2.15.C – Reconstitutions des variations climatiques du carottage Vil-car1.
L’analyse isotopique de cette carotte a permis de mettre en évidence des oscillations climatiques abruptes (ici VI-6-1 à VI-6-5) du même type de celles observées dans les stalagmites Vil-stm9 et Vil-stm27 au cours du cycle climatique suivant (extrait de Wainer et al., 2013).
Références bibliographiques
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EPICA C.M., 2006, One-to-one coupling of glacial climate variability in Greenland and Antarctica, Nature 444, pp. 195-198.
Genty D., 2022, « SPELEOTHEMES archives du climat », éditions Hartpon, Paris, 202 p.
Jouzel et al., 2007, Orbital and Millennial Antarctic Climate Variability over the Past 800000 years, Science, 317 : 793-796 DOI: 10.1126/science.1141038.
Wainer K., 2009, « Reconstruction climatique des derniers 200ka à partir de l’étude isotopique et géochimique des spéléothèmes du sud de la France », soutenue le 16 janvier 2009 à l’université de Paris XI, ED 143, Orsay, France (bourse Ministère). Lauréate du Prix de l’Académie des Sciences Louis Gentil-Jacques Bourcart, année 2010
Wainer K., Genty D., Blamart D., Daëron M., Bar-Matthews M., Vonhof H., Dublyansky Y., Pons-Branchu E., Thomas L., van Calsteren P., Quinif Y. and Caillon N., 2011, Speleothem record of the last 180 ka in Villars cave (SW France):Investigation of a large d18O shift between MIS6 and MIS5, Quaternary Science Review, 30:130-146.
Wainer K., Genty D., Blamart D., Bar-Matthews M., Quinif Y., Plagnes V., 2013, Millennial climatic instability during penultimate glacial period recorded in a south-western France speleothem., Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 376:122-131.