evaluation temperature
klerg
Une dernière question pour mes TPE avant l'oral...
Comment parvient-on à évaluer la température des époques passées? Je
présente un document montrant les évolutions de température moyenne pour les
400 000 dernières années.
Mais je ne vois pas comment on peut savoir si précisément la température
qu'il y avait sur Terre à une date si éloignée.
Merci d'avance pour vos explications.
Claire
--
Pour contacter le modérateur : fsg-...@neuronnexion.fr
Remi Moyen
> Une dernière question pour mes TPE avant l'oral...
Un petit peu de stress ? ;-)
> Comment parvient-on à évaluer la température des époques passées? Je
> présente un document montrant les évolutions de température moyenne pour les
> 400 000 dernières années.
> Mais je ne vois pas comment on peut savoir si précisément la température
> qu'il y avait sur Terre à une date si éloignée.
Je n'ai pas regarde ca depuis un moment, mais l'une des methodes qui
marche pas mal, c'est l'etude du rapport O18/O16. Le principe est assez
simple :
Dans l'air, il y a de l'oxygene, represente par (essentiellement) deux
isotopes stables, l'oxygene 16 (le plus frequent) et le 18. De la meme
maniere, on retrouve de l'O16 et de l'O18 dissous dans l'eau des oceans,
ainsi que dans tout produit qui comporte de l'oxygene. Et donc, en
particulier, on en retrouve dans les calcaires.
Maintenant, la partie interessante, c'est que -- au moins pour la
formation des calcaires --, la proportion de O16 et de O18 incorporee
depend entre autres de la temperature de formation (je crois, de memoire,
que quand la temperature augmente, on incorpore plus de O16, le rapport
O18/O16 baisse -- sans certitude).
La courbe de variation du rapport O18/O16 -- en fait, on parle du
"delta O18", qui doit etre defini comme ((O18/O16)_actuel -
(O18/O16)_passe)/(O18/O16_actuel) : on a donc actuellement un delta de 1,
et il varie dans le passe, plus haut ou plus bas, suivant qu'il a fait
plus chaud ou plus froid -- dans des calcaires donne donc directement une
courbe de variation de la temperature des oceans (qu'on suppose etre aussi
la variation de temperature de l'atmosphere). Par contre, ca ne donne que
des variations relatives, et pas de valeur numerique (ie., je crois qu'on
est incapable de dire qu'il faisait plus (ou moins) 3,2º il y a 20 Ma,
mais qu'on est juste capable de dire qu'il y avait un delta de plus ou
moins 3 pour mille).
> Merci d'avance pour vos explications.
Voila, j'espere que c'est clair. J'ai pu me planter sur a peu pres toutes
les valeurs precises, les equations, les proportions, tout ca, mais le
principe general est la.
Il existe probablement d'autres methodes, mais je n'y pense pas pour le
moment.
--
Rémi Moyen
"Malgré les apparences, le temps est très varié à Nancy :
pluie, nuages, neige, brouillard, grêle, ..."
JF Moyen
mo...@ensg.inpl-nancy.fr says...
> La courbe de variation du rapport O18/O16 -- en fait, on parle du
> "delta O18", qui doit etre defini comme ((O18/O16)_actuel -
> (O18/O16)_passe)/(O18/O16_actuel) :
Euh non, le delta O 18 c'est l'ecart (en 10 000 emes) avec un standard :
donc d18O = 10 000 * ((O18/O16)_mesure - (O18/O16)_standard)/(O18/O16
_standard).
Le standard est le "SMOW3 : standard mid oceanic water.
> on a donc actuellement un delta de 1,
S'agissant d'isotopes stables, le temps ne fait rien a l'affaire (quand
on est... euh, pardon.)
> et il varie dans le passe, plus haut ou plus bas, suivant qu'il a fait
> plus chaud ou plus froid -- dans des calcaires donne donc directement une
> courbe de variation de la temperature des oceans (qu'on suppose etre aussi
> la variation de temperature de l'atmosphere). Par contre, ca ne donne que
> des variations relatives, et pas de valeur numerique ...
Si, on mesure en fait le d18O dans des coquilles de bestioles; on sait
que le d18O dans les coquilles des bebetes depend a la fois du d18O de
l'eau, et de la temperature dans laquelle elles vivaient. Si on suppose
que l'eau des oceans profonds a un d18O qui n'a pas change au cours du
temps, on peut en deduire la temperature de l'epoque.
Jeff
klerg
Pour l'oral, je ne suis pas encore trop stressée. Mais ça devrait venir bien
assez tôt...
Et félicitation Jeff pour la petite Claire! Tu verras, avec un nom aussi
bien choisi, elle ne peut être que pleine de qualités!
ag.escarguel
On t'a répondu sur la partie géochimique, qui est la façon habituelle,
académique de procéder. OK.
Mais il y a d'autres approches, paléontologiques et paléoécologiques
celles-là, qui permettent également d'accéder à des estimations de
paléotempératures très fiables, avec une incertitude aussi faible que celle
associée au d18O, par exemple. Deux d'entre elles qui marchent
particulièrement bien sont :
- la méthode de l' "intervalle de vie recouvrant maximal". Elle se fait à
partir des végétaux (on est entrain de la développer pour les Mammifères) et
repose sur un principe très simple. Considère un gisement où on a trouvé 3
espèces végétales différentes : "A", "B" et "C". Si le végétal "A" a un
intervalle de vie entre 10°c et 25°c, "B" entre 3°c et 15°c, et "C" entre
12°c et 22°c, alors le gisement correspond à une température entre 12°c et
15°c. Dans la pratique ce raisonnement est bien sûr réalisé avec plusieurs
dizaines d'espèces et genres différents.
- la méthode des cénogrammes. Elle se fait à partir de la communauté des
Mammifères vivant à un endroit et à un moment donné. Un cénogramme est un
graphique 2D où chaque espèce de la communauté est représentée par un point
ayant pour absice son n° de rang par ordre décroissant, depuis l'espèce la
plus grande jusqu'à l'espèce la plus petite, et pour ordonnée le logarithme
de son poids corporel moyen. Bref, un cénogramme est une représentation de
la structuration pondérale d'une communauté. La forme de la courbe ainsi
obtenue est indépendante de la composition systématique de la communauté
mais est totalement contrôlée par l'environnement, et tout particulièrement
par les T°c et précipitations moyennes. ainsi, par exemple, la communauté
des mammifères de la forêt tropical amazonienne et celle de la forêt
tropical africaine n'ont aucune espèce de mammifère en commun, mais
présentent des cénogrammes parfaitement identiques. En fait, un cénogramme
présente différentes parties (segments de droites), généralement au nombre
de 3, voire 4 : (les très grands Mammifères [p > 250 kg]), les grands
Mammifères (50 kg < p < 250 kg), les Mammifères moyens (5 kg < p < 25kg) et
les petits Mammifères (p < 5kg). La pente du cénogramme pour ces derniers
est une fonction linéaire décroissante de la T°c annuelle moyenne (<=> plus
ils sont nombreux, plus la pente est faible, plus la T°c moyenne est
élevée). Par une simple fonction liant la pente à T°cmoy, on a donc une
estimation de la T°c moy (avec son incertitude) pour une paléocommunauté
donnée. L'avantage est que cette méthode est assez robuste, cad,
raisonnablement insensible aux défauts de fossilisation, de préservation et
d'échantillonnage.
Comme quoi, il n'y a pas que la géochimie dans la vie !!! :-))
A+
Gilles.
Remi Moyen
> - la méthode des cénogrammes. Elle se fait à partir de la communauté des
> Mammifères vivant à un endroit et à un moment donné. Un cénogramme est un
> graphique 2D où chaque espèce de la communauté est représentée par un point
> ayant pour absice son n° de rang par ordre décroissant, depuis l'espèce la
> plus grande jusqu'à l'espèce la plus petite, et pour ordonnée le logarithme
> de son poids corporel moyen. Bref, un cénogramme est une représentation de
> la structuration pondérale d'une communauté. La forme de la courbe ainsi
> obtenue est indépendante de la composition systématique de la communauté
> mais est totalement contrôlée par l'environnement, et tout particulièrement
> par les T°c et précipitations moyennes. ainsi, par exemple, la communauté
> des mammifères de la forêt tropical amazonienne et celle de la forêt
> tropical africaine n'ont aucune espèce de mammifère en commun, mais
> présentent des cénogrammes parfaitement identiques.
Tiens, je ne connaissais pas du tout cette methode ! C'est interessant. Tu
aurais un lien ou deux, ou un exemple precis a nous montrer, je suis
curieux de voir ca.
> Comme quoi, il n'y a pas que la géochimie dans la vie !!! :-))
Ouais, mais y'a pas toujours des mammiferes, na ! :-)
--
Rémi Moyen
"Malgré les apparences, le temps est très varié à Nancy :
pluie, nuages, neige, brouillard, grêle, ..."
--
ag.escarguel
> aurais un lien ou deux, ou un exemple precis a nous montrer, je suis
> curieux de voir ca.
Salut,
Le principal acteur dans cette histoire est Serge Legendre (CNRS-Univ.
Claude Bernard-Lyon1 - sûr que tu connais quelqu'un qui bosse là-bas en ce
moment !!!). Voir par exemple :
Legendre S. (1987). Mammalian faunas as paleotemperature indicators:
concordance between oceanic and paleontological evidence. Evolutionary
Theory, 8: 77-86.
Legendre S. (1989). Les communautés de mammifères du Paléogène (Eocène
supérieur et Oligocène) d'Europe occidentale: structures, milieux et
évolution. Münchner geowissenschaftliche Abhandlungen, (A), 16: 1-110.
Montuire S., Michaux J., Legendre S. & Aguilar J.-P. (1997). Rodents and
climate. I. A model for estimating past temperatures using arvicolids
(Mammalia: Rodentia). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,
128: 187-206.
Rem. : les deux papiers de Serge présentent surtout les choses d'un pojt de
vue qualitatif. Pour ce qui est de la mise en place des fonctions de
transfert (p. ex., le papier de Montuire et al.), on y travaille
actuellement, avec une paire de thésard en plus... Un bouquin qui causera à
la fois qualitatif et quantitatif est en préparation, en collaboration avec
Philip Gingerich et Catherine Badgley.
A+
Gilles.
Remi Moyen
> > Tiens, je ne connaissais pas du tout cette methode ! C'est interessant. Tu
> > aurais un lien ou deux, ou un exemple precis a nous montrer, je suis
> > curieux de voir ca.
>
> Salut,
>
> Le principal acteur dans cette histoire est Serge Legendre (CNRS-Univ.
> Claude Bernard-Lyon1 - sûr que tu connais quelqu'un qui bosse là-bas en ce
> moment !!!).
Je ne vois absolument pas de qui tu veux parler :-)
> Voir par exemple :
[snip references et commentaires]
Merci ! J'y jetterais un oeil des que j'aurais le temps.
--
Rémi Moyen
"Malgré les apparences, le temps est très varié à Nancy :
pluie, nuages, neige, brouillard, grêle, ..."
--
lucien coste
Pine.LNX.4.53.03...@cornas.ensg.inpl-nancy.fr...
> On Thu, 27 Feb 2003, ag.escarguel wrote:
>
> > > Tiens, je ne connaissais pas du tout cette methode ! C'est
interessant. Tu
> > > aurais un lien ou deux, ou un exemple precis a nous montrer, je
suis
> > > curieux de voir ca.
> >
> > Salut,
> >
> > Le principal acteur dans cette histoire est Serge Legendre
(CNRS-Univ.
> > Claude Bernard-Lyon1 - sûr que tu connais quelqu'un qui bosse là-bas
en ce
> > moment !!!).
>
> Je ne vois absolument pas de qui tu veux parler :-)
>
> > Voir par exemple :
> [snip references et commentaires]
>
> Merci ! J'y jetterais un oeil des que j'aurais le temps.
je veux pas être méchant, mais après le passage du mammifère "homme"
restera-t-il encore des mammifères?
--
Lucien COSTE
michel Maccagnan
Pine.LNX.4.53.03...@cornas.ensg.inpl-nancy.fr...
Pour info, la méthode est utilisée pour évaluer la température de formation
de la neige, donc de la glace des calottes polaires.
Le fractionnement isotopique au moment du passage de la phase vapeur
à la phase solide dépend en effet de la température. On estime (pardon,
on calcule) les valeurs du delta dans les différents réservoirs (glace,
océan,
atmosphère) et on déduit de la mesure du delta dans une tranche de
carotte la température au moment de la chute de neige.
Pour la glace on peut aussi utiliser le delta H2/H1 (deutérium/hydrogène),
qui est plus sensible.
Michel
JF Moyen
ag.esc...@wanadoo.fr says...
Salut Gilles,
> Mais il y a d'autres approches, paléontologiques et paléoécologiques
> celles-là, qui permettent également d'accéder à des estimations de
> paléotempératures très fiables, avec une incertitude aussi faible que celle
> associée au d18O, par exemple. Deux d'entre elles qui marchent
> particulièrement bien sont :
> - la méthode de l' "intervalle de vie recouvrant maximal". Elle se fait à
> partir des végétaux (on est entrain de la développer pour les Mammifères) et
> repose sur un principe très simple. Considère un gisement où on a trouvé 3
> espèces végétales différentes : "A", "B" et "C". Si le végétal "A" a un
> intervalle de vie entre 10°c et 25°c, "B" entre 3°c et 15°c, et "C" entre
> 12°c et 22°c, alors le gisement correspond à une température entre 12°c et
> 15°c. Dans la pratique ce raisonnement est bien sûr réalisé avec plusieurs
> dizaines d'espèces et genres différents.
Dis moi, je ne suis pas du tout paleontologue, mais les quelques notions
de botaniques que j'ai pu aquerir m'amenent a me poser qq questions sur
cette methode, au principe incontestable :
- La plus evidente, c'est comment on fait pour connaitre la temperature
de vie des vegetaux du passé ? Deja que c'est pas facile pour les vgx
actuels, ca me semble encore pire pour les vieilles fougeres et cie.
- La zone de vie d'un vegetal ne depend pas que de la temperature, mais
aussi d'un certain nombre de facteurs comme l'humidite, la nature du
sol, etc. Si un vegetal n'est pas present, comment peux tu en deduire
quelque chose sur la temperature plutot que sur, disons, l'hygrometrie
ou la nature du sol ?
- Et puis il y a aussi le probleme ... comment dire ? Du remplissage des
niches ecologiques ? Il y a des plantes qui pourraient tres bien vivre
dans telle ou telle conditions, mais que pourtant on ne trouve pas parce
qu'une autre espece est plus competitive. Par exemple, dans les
ecosystemes actuels, les lichens sont confinés aux secteurs quasi sans
sol, et tres sec : ca ne veut pas dire qu'ils *ont besoin* de telles
conditions pour vivre, mais tout simplement que des lors qu'il y a du
sol, les angiospermes sont plus efficaces qu'eux et ne leur laissent pas
leur chance. Dans ces consitions, si tu determines l'intervalle de vie
des lichens au vu de ce que tu observes a l'heure actuelle, tu va en
conclure "milieux secs et sans sol". Mais, si tu essayes d'appliquer ca
a une epoque ou il n'y a pas encore d'angiospermes, tu va voir des
lichens partout... sans que pour autant ca ne t'ait appris quoi que ce
soit sur les conditions du milieu ! (exemple caricatural, bien sur)
> Comme quoi, il n'y a pas que la géochimie dans la vie !!! :-))
A qui le dis tu... :-/
JF
ag.escarguel
> Dis moi, je ne suis pas du tout paleontologue, mais les quelques notions
> de botaniques que j'ai pu aquerir m'amenent a me poser qq questions sur
> cette methode, au principe incontestable : [... snip les 3 points ...]
... A vouloir résumer, on oublie forcément l'essentiel !... Bien sûr, on ne
connait pas les intervalles optimaux de vie pour les végétaux fossiles. En
fait, cette méthode ne s'applique que pour les flores d'angiospermes (les
lichens, mousses, fougères et gymnospermes ne sont pas pris en compte) qui
ont des équivalents taxonomiques dans la nature actuelle (et il s'agit donc
en fait de l'application simple et directe du principe d'actualisme). En
procédant avec moultes précautions, de proche en proche, en général au
niveau générique, on peut ainsi remonter jusqu'au début de l'Eocène. Pas
avant. D'autre part, tous les végétaux ne sont pas pris en compte dans
l'analyse, il y a un "tri" qui est fait en amont, notamment pour ne pas
tenir compte de certaines essences aux propriétés écologiques "ambiguës"
(par exemple des végétaux qui ont des ranges thermiques optimaux qui sont
fonctions de la nature du sol sur lequel ils poussent...).
> Si un vegetal n'est pas present, comment peux tu en deduire
> quelque chose sur la temperature plutot que sur, disons, l'hygrometrie
> ou la nature du sol ?
Cette méthode ne prend en compte que les végétaux présents, pas les végétaux
absent (ici comme ailleur, l'absence est un "non-signal" toujours très
délicat à interpréter : absent car non-existant, ou absent car
non-fossilisé, ou absent car non-échantillonné ?...).
Tes remarques me font penser à une autre approche pour inférer des paléoT°,
qui marche également très bien et qui, elle, est "taxon-free", i.e., ne
repose sur aucune connaissance ou hypothèse préalable des caractéristiques
éco-climatique des taxa (espèces, genres) étudiés. Elle est liée au fait
qu'il existe une fonction de transfert simple entre le degré moyen de
crénulation du lobe des feuilles et la température. Et cette relation est
indépendante de la taxonomie, ce qui fait qu'elle peut également être
appliquée à des listes floristiques sans taxa communs avec l'actuel. Avec
cette méthode, des paléoT° ont été propsées jusque dans le Jurassique si mes
souvenirs sont bons.
A+
Gilles.