Evolution du Climat et du CO2 Atmosphérique de la dislocaTion de la Pangée à nos jours (ECLAT-Pangée)

Climate and atmospheric PCO2 evolution from the Pangea dislocation to the present day (ECLAT-Pangée)

Version 2006-2007


Autre(s) version(s) : 2005  2004 



Mots clés

paléoclimat, Mésozoique, CO2, modélisation, altération

Résumé

L�enjeu principal d�ECLAT-Pangée est la reconstitution du climat de la Terre au cours de la dislocation de la Pangée, processus initié il y a 250 millions d�années. L�originalité de notre approche tient dans l�utilisation d�une nouvelle génération de modèles couplant la modélisation du climat et la modélisation des processus biogéochimiques globaux (incluant l�altération continentale et les flux de dépôts océaniques). L�outil qui sera principalement utilisé (GEOCLIM) présente l�avantage d�introduire une résolution spatiale dans le calcul des flux d�altération (et dans un second temps, des flux de dépôt). Cette résolution est de 7.5°longx4.5° lat, et présente une avancée majeure par rapport aux modèles 0D et 1D existants. En effet, nous sommes à même de prendre en compte l�effet de la dislocation d�un continent de manière simultanée sur le climat global et sur l�évolution des processus d�altération et du cycle biogéochimique global du carbone. Cet effet a toujours été négligé jusqu�ici dans les études numériques, mais apparaît comme un facteur d�évolution du climat de premier ordre à l�échelle du million d�années. Pour la première fois, la teneur en CO2 n�est plus une condition aux limites imposée (forçage) d�une simulation climatique, mais sera calculée à chaque pas de temps, en concordance avec le climat. Un volet important du projet comprend le test du modèle GEOCLIM sur des événements climatiques bien contraints (entre autres par des données sédimentologiques, isotopiques et paléontologiques) du Jurassique. En termes de résultats, ECLAT-Pangée produira des reconstitutions du climat continental sur l�ensemble du Mésozoïque, avec une carte tous les 20 à 40 millions d�années environ, ainsi qu�une nouvelle courbe de la teneur en CO2 sur la même période qui inclura de manière cohérente l�effet de la dislocation de la Pangée. Enfin, ECLAT-Pangée fournira des éléments importants dans la compréhension des fluctuations climatiques du Jurassique en termes de processus biogéochimiques et de climat.

Keywords

paléoclimat, Mésozoique, CO2, modélisation, altération

Abstract

The main goal of the ECLAT-Pangée project is the calculation of the Earth�s climate as a consequence of the Pangea supercontinent dislocation, that was initiated 250 My ago. The innovation of the project stands in the use of a new generation model coupling a climate model together with a global biogeochemical cycle model (that includes continental weathering and oceanic deposition processes). The tool that will be used (GEOCLIM) allows the introduction of a spatial resolution of the continental weathering fluxes (and deposition fluxes). This resolution reaches 7.5°longx4.5° lat, and represents a major breakthrough compared to the existing 0D and 1D models. Indeed the consequence of the dislocation of a supercontinent simultaneously on the climate and on the evolution of the continental weathering processes and the global carbon cycle will be integrated for the first time. This effect has been previously neglected, although it is strongly suspected to be one of the main controlling factor of the climatic evolution of the Earth at the million year timescale. For the first time, atmospheric CO2 will not be considered as an imposed boundary condition (forcing function) of a climate simulation, but will be calculated at each timestep in total coherence with the climate. An important aspect of the ECLAT-Pangée program will be the testing of the GEOCLIM model on well constrained climatic events of the Jurassic period (through the use of sedimentological, isotopic and paleontological data). The main results of the ECLAT-Pangée will be maps of the continental climate for the all Mesozoic with a time step of about 20 to 40 My, together with a new PCO2 curve that will include the effect of the Pangea dislocation. Finally, ECLAT-Pangée will give important insights into the understanding of the climatic fluctuations of the Jurassic period, both in term of biogeochemical processes and climate.

Coordinateurs

GODDÉRIS  Yves
Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG)
UMR 5563

Les publications

LeHir G., Godderis Y., Ramstein G., Donnadieu Y. ().  A scenario for the evolution of the atmospheric pCO2 during a snowball Earth.  Geology  in press .

Donnadieu Y., Godderis Y., Ramstein G., Nedelec A., Meert J.G. (2004).  "A ""snowball Earth"" climate triggered by continental break-up through changes in runoff. ".  Nature  428,  303-306 .

Goddéris Y., Joachimski M.M. (2004).  Global change in the Late Devonian: modelling the Frasnian-Famennian short term isotopic excursions.  Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology  202,  309-329 .

Donnadieu Y., Ramstein G., Godderis Y., Fluteau F. (2004).  Global tectonic setting and climate of the Late Neoproterozoic: a climate-geochemical coupled study, In: The Extreme Proterozoic: Geology, Geochemistry, and Climate (Gregory Jenkins, Mark McMenamin, Linda Sohl, and Chris McKay, Editors).  Geophysical Monograph Series  146,  79-89 .

Grard A., François L.M., Dessert C., Dupré B., Goddéris Y. (2005).  Basaltic volcanism and mass extinction at the Permo-Triassic boundary: environmental impact and modeling of the global carbon cycle.  Earth and Planetary Science Letters  234,  207-221 .

Godderis Y., Donnadieu Y., Dessert C., Dupré B., Fluteau F., François L.M., Nédélec A., Ramstein G. (2006).  Coupled modelling of global carbon cycle and climate in the Neoproterozoic: links between Rodinia breakup and major glaciations.  Comptes Rendus Geoscience  in press .

Goddéris Y., François L.M., Probst A., Schott J., Moncoulon D., Labat D., Viville D. (2006).  Modelling weathering processes at the catchment scale: the WITCH numerical model.  Geochemica and Cosmochemica Acta  70,  1128 .

Mailliot S., Mattioli E., Guex J., Pittet B. (2006).  The Early Toarcian Anoxic Crisis, a synchronous event in the Western Tethys? An approach by Quantitative Biochronology (Unitary Associations), applied on calcareous nannofossils.  Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology  in press .

Donnadieu Y., Godderis Y., Pierrhumbert R.T., Dromart G., Fluteau F., Jacob R. (2006).  A GEOCLIM simulation of climatic and biogeochemical consequences of Pangea breakup.  Geochemistry Geophysics Geosystems  7,  .

Données