ANR TOPO-Extreme



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Variation des paysages à courte échelle de temps et signal topographique des évènements climatiques et tectoniques extrêmes

Le projet TOPO-Extreme sur la "Dynamique des paysages à courte échelle de temps et signature topographique des évènements climatiques et tectoniques extrêmes" a été retenu par l'ANR (projet de recherche collaborative / ANR PRC) pour un financement à hauteur de 500 K€ sur 4 ans (2019-2022). Le projet est coporté par Geosciences Montpellier (PI Rodolphe Cattin), le Cerege (co-PI Vincent Godard) et Géosciences Rennes (co-PI Philippe Steer). A Rennes, Dimitri Lague, Philippe Davy, Laurent Longuevergne et Maxime Mouyen sont également associés.


Que savons-nous des effets des évènements climatiques et tectoniques extrêmes sur les paysages ?

Il est maintenant bien établi que les événements extrêmes comme les tempêtes, les inondations, les glissements de terrain ou les tremblements de terre ont un effet significatif sur la formation des paysages. Cependant, l'impact réel, à long terme, de ces événements de basse fréquence reste mal caractérisé : les études qui évaluent les événements météorologiques ou sismiques extrêmes à partir de la topographie demeurent donc rares.

Une première approche pour étudier le couplage entre le climat et les processus tectoniques dans l'évolution du paysage consiste à se concentrer sur les échelles de temps géologiques relativement longs (de 1 à 100 millions d’années). Une deuxième approche consiste à travailler à l'échelle temporelle de ces événements catastrophiques en étudiant, par exemple, les déformations lors des séismes ou les dépôts liés aux inondations. Ces deux approchent posent un problème évident de changements d’échelles.

D'autres approches – et c’est l’ambition de TOPO-Extreme - ont donc été mises au point pour étudier l'effet topographique des événements extrêmes, considérés dès lors comme des phases intenses et transitoires de la dynamique du paysage, qui se surimpriment au signal d’évolution à long terme du paysage.


Objectifs et hypothèses de recherche de TOPO-Extreme

L'analyse de l'évolution à court terme des paysages peut donc fournir des informations clés sur la variabilité naturelle de la fréquence et de l'ampleur des événements extrêmes au cours des derniers millénaires. Cette approche est complexe car elle nécessite de déchiffrer la signature des processus climatiques et tectoniques à partir de l'étude détaillée des caractéristiques actuelles des paysages tels que les terrasses fluviales, les cônes alluviaux, les chutes d’eau dans les rivières ou les glissements de terrains. Et cela, tout en prenant en compte leur nature stochastique, ainsi que leur interaction et rétroaction.

Pour ce faire, il faut explorer de nombreuses questions fondamentales mais non résolues dans le domaine des sciences de la Terre :

  • Quel est l’impact et la signature géomorphologique des évènements extrêmes ?
  • Le relief des montagnes reflète il plus les évènements météorologiques ou sismiques rares et intenses (les événements extrêmes) ou les évènements fréquents mais peu intenses ?
  • Quelle est l'échelle de temps sur laquelle les changements brusques dus à des événements extrêmes perdurent ?



Une approche novatrice et ambitieuse : un nouveau pas dans la modélisation du paysage

Pour répondre à ces questions, le projet TOPO-Extreme regroupe un consortium composé de spécialistes en modélisation numériques, en mesures géophysiques in situ et en datations géochronologiques. Le projet aura deux terrains d’étude principaux : le Bhoutan, qui présente des failles avec une fort gradient de glissement sismique, et les Cévennes, soumises notamment aux épisodes de précipitations et de crues Cévenoles.

Les marqueurs morphologiques comme les terrasses fluviatiles seront datés par des méthodes géochronologiques, incluant les datations par isotopes cosmogéniques. En outre, ce projet permettra également le déploiement de méthodes géophysiques innovantes telles que la chaîne de traitement InSAR, l'imagerie des structures peu profondes et le Lidar aéroporté Topo-Bathymétrique Nantes-Rennes. Le modèle morphodynamique Eros sera quant à lui utilisé pour estimer l’impact topographique des séismes et des épisodes de précipitations intenses. Par rapport à la modélisation proposée jusqu’à maintenant, l’originalité sera de prendre en compte la nature stochastique des inondations et des séismes ainsi que la déformation associée à toutes les périodes du cycle sismique.

La méthodologie proposée est utile pour les régions concernées par le projet, mais offrira une grille de lecture des paysages applicable à d’autres reliefs soumis aux séismes et à des épisodes de précipitations intenses.


>>> En savoir plus sur l'ANR TOPO-Extreme


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Lieu dit du Pont du Diable dans l'Hérault



Contact OSUR
Philippe Steer (Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / @


Un Prix Ethique de l'association Anticor pour Sophie Lemaître (IODE)


 AHLeGall    23/01/2019 : 14:54

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Chaque année, Anticor remet des Prix éthiques, pour récompenser des comportements vertueux...

Chaque année, Anticor remet des Prix éthiques, pour récompenser des comportements vertueux... et des Casseroles, pour dénoncer des agissements déplorables. La cérémonie 2019 s’est déroulée, le 11 janvier, à la Maison de l’Amérique Latine, à Paris, devant 300 personnes. A cette occasion, Sophie Lemaître, docteur en droit de l'université de Rennes 1, a reçu un Prix éthique pour sa thèse sur le droit à l’épreuve des flux financiers illicites dans le secteur extractif.


Sophie a soutenu sa thèse "Le droit à l’épreuve des flux financiers illicites dans le secteur extractif : entre manipulation et double discours" le 11 décembre 2017 à l'université de Rennes 1 sous la direction de Nathalie Hervé-Fournereau, et en partenariat avec l'ONG Sherpa.

En 2018, Sophie Lemaître était lauréate du 2e Prix de la Fondation Rennes 1 du secteur de recherche Sciences de l'Homme et des Sociétés. Les prix de thèse Fondation Rennes 1 "Progresser, Innover, Entreprendre" récompensent les thèses pour leur caractère innovant.

Cette thèse remarquable et remarquée sera prochainement publiée aux éditions PUR.

>>> En savoir plus sur les Prix Anticor 2019



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Sophie Lemaître, deuxième en partant de la droite © Anticor


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Nathalie Hervé-Fourneau (IODE) / @


COP24 : quelles avancées ?


 AHLeGall    21/01/2019 : 14:55

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Vendredi 18 janvier 2019, Radio Canal B invitait Marion Lemoine-Schonne (IODE), spécialiste en droit international de l'environnement, pour échanger sur sa participation à la COP 24.

Vendredi 18 janvier 2019, Radio Canal B invitait Marion Lemoine-Schonne (IODE), spécialiste en droit international de l'environnement, pour échanger sur sa participation à la COP 24.


L’urgence climatique n’a pas vu naître une réponse à la hauteur lors de la dernière conférence des partis, la COP 24, qui s’est achevée le 15 décembre à Katowice en Pologne, après 13 jours et 13 nuits de négociation.

Est-ce-que l’urgence climatique fait bouger les lignes du droit international ? Comment ont évolué ces rencontres que sont les COP, conférences des partis ? Comment se positionne l’Etat français sur la scène géopolitique alors que les Etats-Unis et le Brésil désertent les espaces de discussion ? Quel pouvoir du citoyen face aux élus ? Quelques éléments de réponse avec Marion Lemoine-Schonne.


>>> Ecouter l'émission en podcast (56 mn)
CanalB
Une émission réalisée par Lucie Louâpre, animée par Colette David et Christian Le Bart, en partenariat avec la Maison des sciences de l'Homme en Bretagne.



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Marion Lemoine-Schonne (IODE) / @


Comment penser et « valoriser » un paysage viticole ? L’exemple des Côteaux du Layon. Emergence du concept de services écosystémiques culturels


 AHLeGall    21/01/2019 : 11:51

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Article dans Renewable Agriculture and Food Systems

Morgane Hervé, doctorante en écologie au labo ECOBIO (station biologique de Paimpont), sous la direction de Daniel Cluzeau, publie en juillet 2018 dans la revue Renewable Agriculture and Food Systems un article sur l’analyse d’un paysage viticole. L’objectif de cette étude interdisciplinaire était de connaître la perception et l'appréciation esthétique des paysages viticoles de l'AOC Coteaux du Layon (Anjou) par des visiteurs et d’investiguer le rôle éventuel du paysage dans la promotion locale de la production viticole. Cette publication illustre parfaitement l’approche désormais pluridisciplinaire des paysages, qui associe plus particulièrement sur la place de Rennes des chercheurs en écologie (Vincent Jung, Françoise Burel, Daniel Cluzeau, Annegret Nicolai), mais aussi en sociologie, géographie, esthétique etc. comme en témoigne parmi les co-auteurs Philippe Boudes (sociologue, enseignant à Agrocampus Ouest Rennes et chercheur au labo ESO-Rennes à l’université Rennes 2), David Montembault (géographe, enseignant à Agrocampus Ouest Angers et chercheur au labo ESO-Angers), ainsi que Caroline Cieslik (photographe, enseignante à l’École européenne supérieure d’art de Bretagne), qui collaborent régulièrement avec l'OSUR.



La viticulture européenne fait aujourd’hui face à des enjeux environnementaux et économiques majeurs. D’une part, la conduite intensive des vignobles monospécifiques et une utilisation importante d’intrants chimiques ont pu mener à une simplification des paysages et à une diminution de la biodiversité qui s’y trouve. D’autre part, il semble que les consommateurs se préoccupent de plus en plus de questions environnementales en agriculture. Le secteur viticole n’échapperait pas à la tendance. Ainsi, si la consommation de vin tend à diminuer en quantité moyenne par individu en France, les consommateurs rechercheraient désormais davantage des vins de qualité, et peuvent y inclure des critères environnementaux. Viticulteurs et vignerons doivent alors être performants sur des marchés de plus en plus compétitifs. Le programme de recherche européen Biodiversa VineDivers (2015-2017), dont Rennes 1 et ECOBIO sont un partenaire (avec Daniel Cluzeau, Françoise Burel, Muriel Guernion, Annegret Nicolai, Vincent Jung, Morgane Hervé) vise à mieux connaître l'effet de pratiques de gestion au sein des parcelles et à l'échelle du paysage sur la biodiversité et les services écosystémiques, i.e. les bénéfices apportés à l’être humain, qui lui sont liés. Il s’agit à terme de proposer des méthodes de gestion permettant de préserver à la fois les rendements, la qualité du vin et la biodiversité, à l’échelle des parcelles et des paysages.

Le concept de paysage recouvre une large gamme de significations selon la discipline à laquelle on se réfère. Des approches écologiques y voient avant tout un espace caractérisé par la diversité et la configuration des habitats qui s’y trouvent, à une échelle spatiale et temporelle et à une résolution données. Ces caractéristiques peuvent avoir une influence majeure sur la biodiversité et donc sur les services écosystémiques associés. Le Millenium Ecosystem Assessement (2005) propose une distinction entre des services de support, de régulation, d’approvisionnement et des services culturels. Les activités agricoles profitent par exemple de ces services : support des cultures, régulation biologique, production de biomasse alimentaire. Mais que ce soit à l’échelle des agroécosystèmes ou plus généralement, force est de constater que les services dits culturels demeurent les moins étudiés. D’autre approches e.g. en sciences humaines définissent aussi le paysage comme une réalité biophysique, mais en interaction avec des processus culturels. Autrement dit, le paysage est un objet culturel qui nait d’abord du regard de l’individu qui le perçoit, qui intègre sa culture et les représentations associées, son éducation... Ainsi, la perception des paysages, par exemple en termes esthétiques, est susceptible de varier en fonction des individus.

L’étude coordonnée par Annegret Nicolai et Morgane Hervé a appliqué ces concepts au cas particulier de la viticulture, où certaines pratiques culturales intensives peuvent réduire la biodiversité et donc la fourniture de services associés. Par exemple, un désherbage chimique visant à réduire la compétition des adventices est susceptible d’appauvrir la biodiversité à l’échelle de la parcelle et du paysage, modifiant également l’aspect de ce dernier.

En France, l’Appellation d’Origine Contrôlée (AOC) « Coteaux du Layon » située au sud d’Angers (Fig. 1) est définie par un cahier des charges qui en formalise les spécificités : terroir, pratiques culturales et savoir-faire de vinification. Dans le cas présent, ce vin blanc liquoreux reconnu dès 1950 est produit à partir de vignes cultivées le long de la rivière du Layon, qui marque la séparation entre le Massif Armoricain et le Bassin Parisien. L’humidité et la douceur caractéristiques de la région favorisent le développement de la pourriture noble (Botrytis cinerea) sur les grains de raisins. La récolte est manuelle et tardive. Aucune mention spécifique du paysage n’apparaît dans le cahier des charges de l’AOC. Localement, la vente directe joue un rôle majeur : plus de 150 Vignerons Indépendants (label) sont ainsi recensés dans l’AOC. D’autres labels visent à promouvoir l’accueil direct proposé par les vignerons (Caves Touristiques du Vignoble de Loire ; Vignobles et Découvertes), mais sans jamais y intégrer une dimension paysagère. La question qui a émergé était alors de savoir quel était le rôle des paysages, et plus particulièrement de leur niveau de complexité (i.e. dominance de la vigne vs d’autres occupations des sols ; présence d’enherbement visible), dans la fourniture de services écosystémiques culturels (i.e. esthétique et attractivité pour les activités récréatives) dans un contexte viticole.



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L’objectif de cette étude interdisciplinaire était de connaître la perception et l'appréciation esthétique des paysages viticoles de l'AOC Coteaux du Layon par des visiteurs et d’investiguer le rôle éventuel du paysage dans la promotion locale de la production viticole (vignerons eux-mêmes et offices de tourisme). Un questionnaire a été mis en place à destination de visiteurs de la région, qui ont été répartis en différents profils selon leur(s) intérêt(s) touristique(s) au sein de l’AOC. Il s’agissait de répondre à une question en choisissant une photographie au sein d’un corpus et d’expliquer brièvement leur choix (Fig. 2). Une analyse du contenu iconographique (photographies uniquement) de sites internet de vignerons a été menée : (i) en caractérisant le type d’images montrées i.e. la vigne, le fruit, les paysages, les travailleurs, la cave, le vin… puis (ii) en décrivant le contenu des photographies représentant ce qui était considéré comme un paysage i.e. l’occupation des sols, le niveau de complexité…




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Les vignerons du Layon adoptent des stratégies de communication variées au regard du contenu photographique de leur site internet. La représentation du vin lui-même semble être un élément central. Cela répond à l’importance qui lui est accordé pour motiver un achat par les visiteurs interrogés (Fig. 3). Des réserves demeurent encore néanmoins quant à la forme de représentation de la boisson, entre la photographie d’une bouteille ou une mise en situation. La dimension traditionnelle et historique de la production (récolte manuelle) est également prégnante dans le choix potentiel d’achat des visiteurs, rappelant un certain « folklore » entourant viticulture qui a déjà pu être décrit par le passé.

En termes de paysages, les vignerons tendent à les représenter dominés par les parcelles de vigne, lieu de travail, de vie et de production. Parfois, seules les parcelles du vignoble sont montrées. Pourtant, la représentation d’un paysage plus large apparaît dans les préférences esthétiques des visiteurs interrogés, qui tendent à apprécier des paysages diversifiés où l’espace est partagé entre la vigne et d’autres occupations des sols (Fig. 3). Les répondants se montrent également conscients du rôle des composantes paysagères et du rôle des pratiques culturales (enherbement) visibles pour la biodiversité des agroécosystèmes viticoles (Fig. 3). Ces éléments peuvent par ailleurs motiver une préférence esthétique.




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Il semble donc que les visiteurs, potentiels acheteurs de vin local, aient des compétences leur permettant d’apprécier les paysages à la fois en termes esthétiques et en termes écologiques. Compte-tenu des tendances actuelles en termes de consommation, les viticulteurs pourraient avoir tout intérêt à développer des pratiques de gestion des vignobles présentant un intérêt écologique et paysager. Cette étude a également été l’objet d’une analyse économique actuellement en préparation, qui montre qu’en termes de rentabilité, les vignerons de l’AOC Coteaux du Layon ne perdraient pas à intégrer un système de vente direct couplé à un enherbement des parcelles (Plaas et al., in prep.). Vu les enjeux touristiques existant dans cette région, les politiques publiques, au moins au niveau local, pourraient se saisir de ces questions pour favoriser la lisibilité des paysages et la visibilité des vignobles qui participent à les former.


>>> Lire sur le même sujet l'article paru dans Ouest France le 09/11/18 : Biodiversité. Des chercheurs passent le vignoble au crible




Référence
Hervé M., Boudes P., Cieslik C., Montembault D., Jung V., Burel F., Cluzeau D., Winter S., Nicolai A. (2018). Landscape complexity perception and representation in a wine-growing region with the designation of origin in the Loire Valley (France): A cultural ecosystem service? Renewable Agriculture and Food Systems, 1-13. doi:10.1017/S1742170518000273




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Les "Core complexes" crustaux et mantelliques. Un peu d'histoire des sciences... géologiques... à Rennes



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Article dans Tectonophysics

L'article de Jean-Pierre Brun (Géosciences Rennes) publié en octobre 2018, qui associe également Jean Van Den Driessche,  est une "revue invitée" d’un numéro spécial de la revue Tectonophysics dédié à la mémoire de Evgenii Burov, éditeur en chef de cette revue brutalement décédé en 2015. L'article passe en revue les travaux de terrain et de modélisation analogique et numérique, réalisés en particulier par des chercheurs de Géosciences Rennes depuis la fin des années 1980, concernant le développement des « core complexes » en replaçant les résultats obtenus dans le contexte historique de la recherche internationale autour de ce sujet.
La découverte des core complexes, au tournant des années 1970-1980, d’abord dans la Province du « Basin and Range », très vaste domaine d’extension continentale Tertiaire dans l’Ouest des Etats-Unis d’Amérique, puis ensuite dans quasiment toutes les chaînes de montagnes phanérozoïques fut, pour notre compréhension de l’extension lithosphérique et de la déformation intracontinentale, une véritable révolution conceptuelle et méthodologique.




Des faits de terrain aux concepts de développement

Le terme « metamorphic core complex » (complexe à noyau métamorphique) désigne des structures en dôme de quelques dizaines de km de largeur dont le cœur métamorphique de haute température est séparé d’une superstructure non-métamorphique, affectée par des failles normales, par une zone de très intense cisaillement à faible pendage, appelé « détachement ». Tandis que l’origine extensive de ces core complexes fut assez rapidement reconnue et admise, la recherche de leur mode de développement à l’échelle de la croûte et de la lithosphère dura au moins deux décennies et n’est toujours pas close, pour certains protagonistes. On peut simplifier le débat, qui prit forme pendant les années 1980, par deux types de modèles conceptuels : a) le modèle de cisaillement simple caractérisé par un détachement à faible pendage pouvant recouper la lithosphère entière (Wernicke, 1985) (Fig.1a) et b) le modèle de charnière roulante (« rolling hinge »; Buck 1988) (Fig. 1b). Les défenseurs du premier type de modèle postulent qu’une faille normale peut naitre et se développer avec un pendage inférieur à 30°. Ceux du second type de modèle, s’appuyant sur la théorie classique de formation des failles (dite de Mohr-Coulomb), argumentent qu’au cours de l’extension une faille normale à pendage initial d’environ 60° subit une rotation vers l’horizontale tandis que de nouvelles failles se développent progressivement avec des pendages raides contribuant à former une zone de détachement à faible pendage, convexe vers le haut.

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Fig.1 Modèles conceptuels de détachements extensifs : a) de type cisaillement simple à l’échelle lithosphérique et b) de type « charnière roulante » à l’échelle crustale.




Des concepts aux modèles mécaniques

Jusqu’aux années 1990, la recherche sur les core complexes et les vifs débats qu’elle engendra ne s’appuyèrent que sur les modèles conceptuels mentionnés plus haut. Il fallut attendre les années 1990 pour les premiers modèles analogiques et les années 2000 pour les premiers modèles numériques. Aucun type de modélisation mécanique n’a pu reproduire des détachements crustaux ou lithosphériques à faible pendage. Par contre, les conditions mécaniques du développement des structures caractéristiques des core complexes, y inclus les détachements de forme convexe vers le haut, ont été modélisés tant par les méthodes analogiques que numériques. Dans la quasi-totalité des modèles mécaniques disponibles les core complexes se développent dans des lithosphères « chaudes » dont la température initiale du Moho, c’est-à-dire en base de croûte, est supérieure à 750°C. Dans de telles lithosphères le manteau lithosphérique est entièrement ductile et est très peu résistant. La figure 2 illustre le développement progressif d’un core complexe dans une lithosphère de ce type. Le processus démarre par une extension localisée dans la croûte supérieure fragile (graben). Avec l’augmentation de l’étirement et l’amincissement de la croûte la croûte ductile remonte vers la surface presque symétriquement en se refroidissant et s’exhume. La structure devient asymétrique avec développement d’un détachement. Tant que l’étirement est maintenu et tant qu’un volume suffisant de croûte ductile reste disponible le core complexe continue à croître. Pendant tout ce processus, la base de croûte (Moho) reste en position subhorizontale car tant la croûte que le manteau sous-jacent sont ductiles (fluides) et que le manteau est plus dense que la croûte.

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Fig. 2 Développement d’un core complex dans une croûte continentale fragile-ductile (d’après les modèles numériques de Tirel et al., 2008).



De l’exhumation de la croûte à celle du manteau

L’exhumation en extension de roches du manteau en association avec des détachements à faible pendage fut reconnue à l’axe des dorsales océaniques lentes et ultra-lentes dès les années 1980 (voir synthèse par Tucholke and Lin, 1994). Rapidement ces évidences sous-marines furent interprétées dans les mêmes termes que les core complexes des domaines continentaux. La différence essentielle est que dans le domaine continental c’est la croûte initialement ductile qui est exhumée tandis que dans le domaine océanique c’est le manteau. Il est intéressant de noter que, contrairement au vifs débats autour des modèles conceptuels de développement des core complexes continentaux (ex : Fig.1), le modèle de charnière roulante s’imposa très rapidement pour expliquer les structures observées dans les « oceanic core complexes ».

Au cours de la même décennie un autre type d’occurrence d’exhumation du manteau en extension fut découverte à l’extrémité de la marge de Galice (Boillot et al., 1987) qui devait, par la suite, considérablement changer notre conception de la formation des marges passives, en particulier celles dans lesquelles le volcanisme joue un rôle mineur (« Magma-poor passive margins »). L’exhumation du manteau de la marge de Galice fut initialement interprétée comme le résultat d’une extension de la lithosphère en cisaillement simple (Fig. 1a). Mais la modélisation analogique (Fig.3) montra que l’étirement d’une lithosphère continentale « froide » dont la température initiale du Moho, en base de croûte, est inférieure à 750°C permettait d’expliquer les observations sans recourir à un hypothétique détachement recoupant toute la lithosphère. Dans une lithosphère froide, le manteau lithosphérique situé sous le Moho est la couche la plus résistante de la lithosphère. L’ensemble constitué par cette couche résistante du manteau et la croûte sus-jacente subit un étirement- amincissement (Fig. 3a-c) pendant lequel le manteau lithosphérique ductile remonte vers la surface. A noter la présence d’une couche de croûte ductile jouant un rôle de décollement entre la croûte supérieure cassante et le manteau résistant sous-Moho. Avec l’augmentation de l’étirement (Fig. 3d-e), le manteau s’exhume entre les deux marges continentales en divergence, accommodée par des failles de détachement à durée de vie limitée. Le processus persiste jusqu’à ce que la vitesse d’étirement atteigne le niveau critique auquel le volcanisme prend le pas sur l’exhumation du manteau.

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Fig. 3 Exhumation du manteau pendant la formation de marges passives pauvres en magma (d’après les modèles analogiques de Brun et Beslier, 1996).




En bref…


Les core complexes sont des structures extensives de la lithosphère au cœur desquelles de la croûte ou du manteau initialement ductile s’exhume, accommodée par des failles de détachement. La figure 4 résume les trois principaux types de structures géologiques de type core complexe « métamorphic core complex », « magma-poor passive margin » et « oceanic core complex », en fonction du type de lithosphère, continentale ou océanique et du type de roche exhumée, croûte continentale ou manteau.

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Fig. 4 Les trois types de structures géologiques de type core complex




Référence
Crustal versus mantle core complexes. Brun J.-P., Sokoutis D., Tirel C., Gueydan F., Van den Driessche J., et al. Tectonophysics, 2018, 746: 22-45.



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Les types de climats annuels comme marqueurs du changement climatique au Brésil de 1964 à 2015



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Article dans International Journal of Climatology

Vincent Dubreuil et Olivier Planchon (LETG-Rennes, université Rennes 2) en parternariat avec l'Universidade Estadual Paulista (UNESP), publient en octobre 2018 dans la revue International Journal of Climatology une synthèse de plus de 50 ans de données sur l'évolution du climat au Brésil. L'étude montre que globalement les types de climats tropicaux humides et tempérés régressent alors que les types tropicaux arides et semi-arides progressent.


Les types de climats annuels (TCA) et la classification de Köppen

Les types de climats annuels (TCA) fondés sur la classification de Köppen ont permis de montrer la diversité des situations régionales au Brésil.

Rappelons que la classification de Köppen, inventée en 1900, est une classification des climats basée sur les relevés de précipitations et de températures. Un climat considéré, selon cette classification, est repéré par un code de deux ou trois lettres :


La 1ère lettre (en majuscule) indique le type de climat


A : Climat tropical
B : Climat sec
C : Climat tempéré
D : Climat continental
E : Climat polaire



La 2e lettre indique le régime pluviométrique


Af : climat équatorial
Aw : climat de savane avec hiver sec
As : climat de savane avec été sec
Am : climat de mousson
BS : climat de steppe (semi-aride)
BW : climat désertique
Cf : climat tempéré chaud sans saison sèche
Cw : climat tempéré chaud avec hiver sec (chinois)
Cs : climat tempéré chaud avec été sec (méditerranéen)
Df : climat continental froid sans saison sèche
Dw : climat continental froid avec hiver sec
Ds : climat continental froid avec été sec (continental méditerranéen)
ET : climat de toundra
EF : climat d'inlandsis
EM : climat subpolaire océanique



La 3e lettre indique les variations de température


a : été chaud
b : été tempéré
c : été court et frais
d : hiver très froid
h : sec et chaud
k : sec et froid



La classification des climats se présente donc de la façon suivante (en couleur les climats du Brésil):

Classe  Types de climats
A
  • Équatorial : Af
  • Mousson : Am
  • Savane : Aw, As
B
  • Désertique : BWh, BWk, BWn
  • Semi-aride : BSh, BSk, BSn
C
  • Subtropical humide : Cfa, Cwa
  • Océanique : Cfb, Cwb, Cfc, Cwc
  • Méditerranéen : Csa, Csb, Csc
D
  • Continental humide : Dfa, Dwa, Dfb, Dwb
  • Subarctique : Dfc, Dwc, Dfd, Dwd
  • Continental méditerranéen : Dsa, Dsb, Dsc, Dsd
E
  • Toundra : ET
  • Inlandsis : EF



Les types de climats au Brésil se retrouvent dans surprise dans les classes A, B et C, avec des variantes et des évolutions, du fait du changement climatique,  présentées ci-dessous.

Les types de climats annuels (TCA) fondés sur la classification de Köppen ont permis de montrer la diversité des situations régionales au Brésil. Cependant, jusqu'à présent, cette approche n'abordait l'étude de la fréquence des TCA que pour une seule période dans son ensemble (1961-2015), sans prendre en compte les différences pouvant résulter des changements climatiques observés au cours de ces cinq décennies. L'objectif de cet article dans International Journal of Climatology est d'analyser comment la fréquence des TCA a évolué au cours du temps en séparant la période en deux sous-périodes de durée égale, soit 26 ans : 1965-1989 et 1990-2015. Les résultats montrent que 35 stations (17%) ont changé de type moyen de Köppen, avec une régression sensible des types tropicaux humides (Af et Am) et des types tempérés (C). En revanche les types tropicaux (Aw), arides et semi-arides (B) progressent entre les deux périodes montrant des modifications sensibles des limites climatiques au Brésil.

Dans une précédente étude parue en 2017 par Vincent Dubreuil, les TCA fondés sur la classification de Köppen ont permis de montrer la diversité des situations régionales au Brésil. Certains types sont largement représentés dans l'intérieur du pays tant sur le plan spatial qu'en terme de fréquence temporelle : le type Aw (climat tropical à saisons alternées) représente ainsi à lui seul près de la moitié des observations. Les types tempérés (C) dominent dans le sud du pays tandis que les types arides (B) se rencontrent dans le nord-est et les climats tropicaux humides (Af) dans le Nord. Cette première étude avait permis de proposer une nouvelle synthèse cartographique des climats du Brésil en distinguant les noyaux forts, c'est à dire l'ensemble des stations appartenant le plus fréquemment à un type donné, et les aires de transition, correspondant aux stations qui, selon les années, pouvaient connaître des TCA différents.

Cette première étude n'abordait cependant l'étude de la fréquence des TCA que pour une seule période dans son ensemble (1961-2015) sans prendre en compte les différences pouvant résulter des changements climatiques observés au cours de ces cinq décennies. L'objectif de cet article ambitionne d'analyser comment la fréquence des TCA a évolué au cours du temps en comparant deux sous-périodes de durée égale (1965-1989 et 1990-2015).



De la classification de Köppen aux fréquences des types de climats annuels (TCA)

Dans cette étude, il s'agit donc d'appliquer la méthode de Köppen non pas aux moyennes calculées sur une longue période mais pour chaque année prise indépendamment : on définit ainsi un «Type de Climat Annuel» (TCA) pour chaque année considérée. Dans un second temps, une approche en terme de fréquence permet de préciser pour chaque station la proportion de TCA sur une période donnée. On peut ainsi clairement différencier des stations où le type de climat annuel est souvent le même et d'autres où il varie fortement d'une année à l'autre (figure 1).

Les seuils définis pour les TCA sont les mêmes que ceux proposés originellement dans la classification de Köppen et reposent sur les données de température et précipitations observées pour chaque mois et chaque année. L'approche classique distingue les climats en fonction de leurs régimes thermiques (A, C, D, E et sous types a, b, c, d, h et d) et pluviométriques (BW, BS et sous types f, m, s et w). Pour le Brésil, les grands types de climats de Köppen sont ainsi :


Af, climat chaud sans saison sèche
Am, climat chaud de mousson
As, climat chaud à pluie d'hiver
Aw, climat chaud à pluie d'été
BWh, climat aride et chaud
BSh, climat semi-aride et chaud
Cfa, climat tempéré sans saison sèche et à été chaud
Cfb, climat tempéré sans saison sèche et à été frais
Cwa, climat tempéré à été chaud et humide
Cwb, climat tempéré à été frais et humide.



M

Figure 1. Exemple de fréquences des types de climats annuels (TCA) pour Porto Velho (en haut à gauche), Cruzeta (en haut à droite) et Londrina (en bas à gauche) pour les périodes 1964-1989 (a) et 1990-2015 (b) : voir dans le texte la signification des TCA.



Pour cette étude, les données de température et de précipitations moyennes mensuelles ont été utilisées pour l'ensemble des années couvrant la période de 1964 à 2015, soit 52 années complètes. Près de 350 séries ont ainsi été récoltées mais plusieurs séries ont du être éliminées en raison de lacunes trop importantes ou de discontinuités majeures. Au final ce sont 208 stations qui ont été retenues avec un choix délibéré de privilégier une couverture homogène du territoire brésilien afin de compenser la sous-représentation en données de l'ouest et du nord du pays, où la densité des stations disponibles est nettement plus faible. Par ailleurs, le trop grand nombre de lacunes avant 1964 empêche de comparer deux périodes trentenaires. Aussi, pour les 208 stations représentatives de la diversité climatique du Brésil, les auteurs ont comparé les fréquences des TCA entre les deux sous-périodes 1964-1989 et 1990-2015, soit 26 années chacune.


Les changements de types moyens : extension de l'aridité nordestine et des climats chauds

Une première série de résultats concerne les types moyens de Köppen calculés pour chacune des deux périodes (figure 2). Les deux cartes montrent la prédominance du type tropical à saisons alternées (Aw) représentant respectivement 46% des stations pour les deux périodes. Les types Af et Am (tropicaux humides et de mousson) sont les types arrivant en deuxième position avec près de 15% des stations concernées alors que le type As ne concerne que moins de 4% des stations. Les types tempérés concernent les stations méridionales, les types humides (Cf) représentant un pourcentage plus élevé (12%) que les types à saison sèche d'hiver (Cw) avec 3% des stations. L'évolution la plus sensible concerne le type semi-aride chaud (BSh) dont le nombre de stations concernées double entre les deux périodes pour passer de 8 à 15 stations, soit plus de 7% des cas.


Fig2
Figure 2. Types moyens de Köppen au Brésil calculés pour les périodes 1964-1989 (à gauche) et 1990-2015 (à droite) : voir dans le texte la signification des TCA.


On constate que 35 stations (17%) ont changé de type moyen mais souvent avec un bilan qui s'équilibre par type : 10 stations sont passées en type Am tandis que 9 en sont sorties, 3 sont passées en type Cfa mais autant en sont sorties, etc... Les évolutions principales concernent donc le type BSh (bilan de positif de +7) qui concerne l'intérieur du Nord-Est du Brésil et, au sud, le binôme Cwb / Cfb (qui perdent 4 stations sans en gagner). Dans les deux cas, ces tendances traduisent des évolutions décrites par ailleurs, à savoir : 1) la diminution de la pluviométrie dans le Nord-Est du Brésil et 2) l'élévation des températures observée un peu partout mais qui se marque notamment dans les régions de climats de transition au Sud du pays : c'est d'ailleurs le cas pour la station de Londrina (figure 1) qui passe du type Cfa au type Am, c'est à dire du tempéré chaud au tropical. Mais l'évolution peut aussi concerner des types tempérés frais d'altitude (Cfb) évoluant en tempéré chaud (Cfa) comme Curitiba dans le Paraná.


Des tendances confirmées par les changements de fréquences des TCA

Il s'agit, cette fois-ci de regarder l'évolution en fréquence de l'ensemble des types de climat annuel pour toutes les stations entre les deux périodes (tableau 2). On peut ainsi affiner la variabilité interannuelle par station et s'intéresser à certains types annuels peu fréquents (Csb et BWh) qui ne s'expriment pas en termes de climats moyens. Le type Csa est plus original car il représente au sud du pays un TCA fréquent (environ 3% de l'ensemble) mais qui disparait systématiquement en moyenne au profit du type Cfa ! Ce tableau permet de confirmer la tendance à l'extension de la chaleur tropicale vers le sud du Brésil avec une baisse de la fréquence de tous les types C; seul le type Cfa échappe à la règle mais l'augmentation de ce TCA se fait surtout au détriment des climats frais (Cfb) ; la moindre fréquence des types Csa liée à l'augmentation des pluies dans le sud du Brésil peut aussi l'expliquer.

L'autre évolution confirmée par ce tableau 2 est l'extension des TCA "secs et chauds" BSh et BWh. Les TCA arides voient leur fréquence tripler entre les deux périodes ce qui vient confirmer la forte tendance à la baisse des précipitations du Nord-Est du Brésil : les années de climat "désertique" se sont ainsi multipliées au cours des deux dernières décennies. Pour autant, contrairement à ce que l'on pourrait attendre au vu du tableau 1, les TCA tropicaux à saisons alternées (As ou Aw) ne voient pas leur fréquence diminuer, bien au contraire ! Il faut chercher l'explication plus loin avec la baisse de la fréquence des TCA tropicaux humides (Af et surtout Am). Pour comprendre ces tendances il faut spatialiser les fréquences de ces TCA à l'échelle de l'ensemble du pays.



Fig3
Figure 3. Types moyens de Köppen au Brésil calculés pour les périodes 1964-1989 (à gauche) et 1990-2015 (à droite) : en haut, fréquence des TCA Af et Am cumulés ; au milieu, fréquences des TCA BWh et BSh cumulés ; en bas, fréquences de tous les TCA "C" cumulés. 1 = de un à 5 (20%) TCA observés ; 2 = de 5 à 15 (50%) TCA observés ; 3 = de 15 à 24 (80%) TCA observés ; 4 = plus de 24 (80%) TCA observés


Les cartes de la figure 3 permettent de mesurer les glissements régionaux des fréquences des principaux TCA. Les climats tropicaux humides (Af et Am cumulés) connaissent un net repli dans le centre-ouest du pays et le sud de l'Amazonie, confirmant la baisse des précipitations observée dans cette région par divers auteurs. Dans le Nordeste, l'extension des fréquences des TCA "B" confirme l'aridité croissante de l'intérieur de la Bahia jusqu'au littoral. Enfin, au sud et au sud-est, les fréquences des TCA "C" ont fortement diminué de l'intérieur du Minas Gérais jusqu'au Paraná en passant par l'Etat de São Paulo où l'augmentation des températures est bien documentée ; les TCA tempérés n'ont également plus été observés dans l'Etat du Goiás et dans la capitale fédérale dans la période récente.



Si cette étude montre que seulement 35 stations brésiliennes sur 208 (17%) ont changé de type moyen de Köppen entre 1965-1989 et 1990-2015, elle montre plus profondément une régression sensible des types de climat annuel Af et Am (climat équatorial et de mousson) au nord et des types tempérés "C" à été frais (Cfb) au sud. En revanche les types tropicaux (Aw), arides et semi-arides (B) progressent entre les deux périodes montrant des modifications sensibles des limites climatiques au Brésil : extension des espaces arides dans le Nordeste, réduction des régions hyper-humides de l'Amazonie, remontée en latitude du domaine tropical aux dépends des régions tempérées. Ces résultats montrent l'intérêt de l'étude de la fréquence des TCA pour mettre en évidence les changements climatiques à l'échelle régionale en tenant compte de la variabilité interannuelle.


Référence
Dubreuil V, Fante KP, Planchon O, Sant’Anna Neto JL. Climate change evidence in Brazil from Köppen’s climate annual types frequency. International Journal of Climatology 2018;1–11.




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La sclérochronologie... quézaco ?



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La sclérochronologie (du grec ; sklêros : dur ; khronos : temps ; logos : étude) est l'étude des parties dures des êtres vivants (coquillages, coraux, etc.) par comptage des stries d'accroissement.

Marc Gosselin est en post-doc au labo CReAAH où il réalise des études en sclérochronologie appliquées à des problématiques archéologiques. Il est amené à travailler dans l’atelier de lithopréparation de Géosciences Rennes avec Xavier Le Coz, heureux lauréat d'un Cristal collectif du CNRS en novembre 2018.

La sclérochronologie (du grec ; sklêros : dur ; khronos : temps ; logos : étude) est l'étude des parties dures des êtres vivants (coquillages, coraux, etc.) par comptage des stries d'accroissement. L’étude de la croissance des coquilles de mollusques permet d’obtenir des informations à la fois sur la biologie de l’espèce étudiée et sur l’environnement dans lequel elle a grandi. Appliquée au domaine de l’archéologie, la sclérochronologie peut répondre à des interrogations concernant des problématiques de mobilité résidentielle (nomade/sédentaire) et de variation paléoclimatique.

Marc Gosselin réalise actuellement une étude sur des restes alimentaires (les coquilles de bivalves !) comme témoins des périodes d’occupations intra-annuelles des populations humaines du Néolithique du littoral de la péninsule Arabique.

Il a précédemment étudié l’impact de la variabilité climatique sur la croissance des mollusques du Pérou et du Chili où ces organismes sont une ressource halieutique essentielle (Sorbonne Université). Une meilleure compréhension des traits de vie de ces espèces commercialisées et de leur environnement est primordiale pour la mise en place d'une gestion durable des populations. Le squelette externe des bivalves, la coquille, peut fournir un enregistrement des changements environnementaux auxquels les organismes sont exposés durant leur vie. La croissance des bivalves est sous l’influence de facteurs environnementaux et climatiques agissant à des périodicités journalières à décennales (marées, température, upwelling, CTW, ENSO, etc.). Une étude sclérochronologique et sclérochimique des structures de croissance de la coquille de 8 espèces de bivalves a évalué leur potentiel comme enregistreurs environnementaux des variations de l’écosystème du courant de Humboldt. La synthèse de ces informations (lisibilité des stries, diagénèse, variabilité de la croissance, seuil thermique, durée des arrêts de croissance, influence des upwellings, limites de l’équation de paléotempérature, etc.) a permis de réduire le degré d’incertitude des informations recueillies au cours d’études de reconstructions paléoenvironnementales.

Le post-doc effectué au CReAAH dans le cadre du projet ANR NéoArabia a pour but de révéler une autre information contenue dans la coquille des bivalves consommés par les êtres humains. En effet l’observation à haute résolution des marques de croissance de ces coquilles permet également de déterminer la saison de pêche du mollusque et ainsi d’attester d’une présence humaine à une certaine saison de l’année. Dans ce cadre, Marc Gosselin a eu l'opportunité de réaliser des lames minces issues de coquilles au sein de l'atelier de lithopréparation de Géosciences Rennes avec Xavier Le Coz.

L’observation d’une lame mince de coquille de mollusque révèle les modes de croissance de l’animal à différentes échelles temporelles depuis l’arrêt de croissance annuel hivernal jusqu’à sa strie de croissance journalière (Figure 1.). Les différentes étapes de la réalisation des lames minces de l’étape de sciage (Figure 2.) jusqu’au polissage sont réalisées à l’atelier de lithopréparation. Une expérimentation de calibration par marquage in situ permet la détermination du rythme de croissance de l’espèce (Figure 1.). Cette étape, une fois validée, est applicable à des spécimens archéologiques et ouvre la porte aux études de saisonnalité et de paléoclimats.



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Figure 1. Observation des stries de croissance et du marquage chimique à partir d’une lame mince de coquille de Callista umbonella (#C.u.48) marquée le 28.12.17 et sortie définitivement de l’eau le 30.01.18. En bas à gauche. Valve gauche de #C.u.48. Le trait noir représente l’épaisseur du trait de coupe et la partie de la coquille utilisée pour réaliser la lame mince. En haut à gauche. Lame mince de coquille depuis sa naissance (umbo à gauche) jusqu’à sa mort (bord palléal à droite). A droite. Détail de la fin de la croissance de l’individu #C.u.48 (bord palléal) sous lumière fluorescente (à droite en haut) et lumière transmise (à droite en bas). A noter la strie de croissance fluorescente correspondant au marquage chimique réalisé le 28.12.17. Les flèches noires indiquent des marques de croissance annuelle (à gauche) ou journalière (à droite). Marc Gosselin ©.

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Figure 2. Utilisation de la scie de précision Accutom-50 © de l’atelier de lithopréparation lors de la réalisation d’une lame mince de la coquille du bivalve Callista umbonella. Le trait de coupe est réalisé dans l’axe de croissance de la coquille et permet in fine d’observer les marques de croissances successives. Marc Gosselin ©.



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La fossilisation des cycles astronomiques : un outil de datation des roches sédimentaires



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Les mécanismes de préservation de l'excentricité terrestre et des cycles de Milanković (à long terme) sont conservés dans les roches sédimentaires

Cyclostratigraphie et astrochronologie : comment marier les deux ?

Mathieu Martinez est paléoclimatologue à Géosciences Rennes et s’intéresse plus particulièrement à l’impact du forçage astronomique sur l’évolution des climats, du cycle du carbone et des bassins sédimentaires. La compréhension des mécanismes par lesquels est enregistré le forçage astronomique lui permet ensuite de dater les séries sédimentaires avec une résolution de l’ordre de la dizaine de milliers d’années. Dans sa publication intitulée « Mechanisms of Preservation of the Eccentricity and Longer-term Milankovitch Cycles in Detrital Supply and Carbonate Production in Hemipelagic Marl-Limestone Alternations », chapitre 4 de l’ouvrage « Cyclostratigraphy and Astrochronology » (ed. Michael Montenari, 2018), Mathieu Martinez propose des mécanismes de transfert des cycles d'insolation dans les cycles sédimentaires, autrement dit, la façon dont les cycles astronomiques sont archivés dans les l’histoire géologique des sédiments.



Les cycles de Milanković sont des cycles d'insolation liés aux mouvements périodiques de l'orbite terrestre et de son axe de rotation. Ils sont à l'origine de changements cycliques du climat et de la sédimentation. Ces variations se font à l’échelle géologique, de plusieurs dizaines à centaines de milliers d’années : les mouvements de l'orbite terrestre peuvent alors être enregistrés, comme "fossilisés", dans les roches sédimentaires.


Quelques rappels théoriques

Les interactions gravitationnelles entre la Terre et les autres planètes du système solaire génèrent des modifications régulières de l’orbite de la Terre et de l’orientation de son axe de rotation. Ces variations cycliques sont directement corrélées avec l'insolation de la Terre. Les paramètres de Milanković sont le nom donné aux paramètres astronomiques terrestres qui ont un effet sur l’insolation, et donc sur les changements climatiques, et donc sur les conditions de sédimentation. On parle aussi de cycles de Milanković.

Ces paramètres sont l'excentricité, l'obliquité et la précession.

L'excentricité de l'orbite terrestre (périodes : environ 100.000 ans, 405.000 ans et 2,4 millions d'années)

L'orbite de la Terre est une ellipse dont le Soleil occupe l'un des foyers. L'excentricité de l'ellipse est une mesure de la différence entre cette ellipse et le cercle. La principale composante de cette variation fluctue sur une période de 405 000 ans. Cette excentricité est le résultat des attractions gravitationnelles exercées entre le soleil, la Terre et les autres planètes de notre système solaire.
L'excentricité est l'un des facteurs les plus importants dans les changements climatiques naturels de la planète puisque la Terre au périhélie (i.e. au plus proche du soleil, vers le 4 janvier, à une distance de 0,983 UA) peut recevoir du Soleil jusqu'à 26 % d'énergie de plus qu'à l'aphélie (i.e. au plus éloigné du soleil, vers le 4 juillet, à une distance de 1,017 UA).

(NB : 1 UA = environ 150 millions de km = distance moyenne Terre-Soleil)



Terrestre
Source : http://rupestre.on-rev.com/page2/page97/page100/page100.html




L'obliquité terrestre (période : environ 40.000 ans)

L'obliquité de la Terre (ou inclinaison terrestre) correspond à l'angle entre son axe de rotation et un axe perpendiculaire au plan de son orbite. L'obliquité terrestre varie entre 22,1° et 24,5° environ tous les 40 000 ans. Quand l'obliquité augmente, chaque hémisphère reçoit plus de radiation du soleil en été et moins en hiver. Cette obliquité est le résultat des interactions gravitationnelles entre la Terre et les planètes du système solaire et au sein du couple Terre-Lune.
L'obliquité a une influence sur les saisons : si la Terre est dans une période de forte inclinaison par rapport au Soleil, alors les saisons seront très marquées, avec des différences importantes entre été et hiver ; à l'inverse, une faible inclinaison atténue les variations saisonnières, avec peu de différences entre l'été et l'hiver.


Fig2 Obliquite Plan Ecliptique
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Inclinaison_de_l'axe



La précession terrestre (période : environ 20.000 ans)

La Terre ne tourne pas sur elle-même comme une sphère parfaite mais plutôt comme une toupie car elle est soumise à la précession. Cette précession provient du fait que les attractions du soleil et de la lune ne sont pas uniformes sur Terre à cause du bourrelet équatorial de la Terre (et à l’aplatissement des pôles). Parmi les conséquences, une année selon le calendrier n'équivaut pas à une année astronomique : les 365,25 jours ne correspondent pas à un tour (parfait) de la Terre autour du Soleil (d’où les années bisextiles tous les 4 ans pour rattraper le quart de jour en « surplus » annuel). Cet effet est donc indirect, mais pour les géologues qui comptent en milliers d’années… il est déterminant !
Même si ces paramètres n'ont aucune influence sur la quantité totale d'énergie solaire reçue annuellement par la Terre, les trois facteurs combinés ont des conséquences importantes sur tout ce qui détermine un climat dans une région et à une période considérée : la variation d'énergie solaire reçue au cours de l'année (surtout sous les hautes latitudes), les différences de température entre les continents et les océans du fait de l'albédo, mais également les variations sur les changements de saison (plus élevées aux hautes latitudes), et enfin les différences de température entre les hémisphères dues à l'inclinaison.



Terrestre
Source : http://www.ux1.eiu.edu/~cfjps/1400/temp.html




Quels sont les liens entre les cycles d'insolation et la géologie ? Les cycles sédimentaires !

Dans sa publication intitulée « Mechanisms of Preservation of the Eccentricity and Longer-term Milankovitch Cycles in Detrital Supply and Carbonate Production in Hemipelagic Marl-Limestone Alternations », chapitre 4 de l’ouvrage « Cyclostratigraphy and Astrochronology » (ed. Michael Montenari, 2018), Mathieu Martinez propose des mécanismes de transfert des cycles d'insolation dans les cycles sédimentaires, autrement dit, la façon dont les cycles astronomiques sont archivés dans les l’histoire géologique des sédiments.

En effet, d’un point de vue géologique, si on pose comme postulat que les sédiments se déposent et s’accumulent de façon régulière, homogène, alors il est possible de mettre en relation la succession des couches sédimentaires avec celle des périodes astronomiques, et donc de retrouver dans l'enregistrement sédimentaire la marque des variations de l’orbite terrestre. Une fois les périodicités identifiées, le comptage de ces cycles dans une série sédimentaire permet de calculer la durée des périodes géologiques.

Figa Picturealternations
Exemples de cycles sédimentaires liés à l'enregistrement des cycles de Milanković (Martinez, 2018)
A) expression des cycles d'excentricité de 100 000 ans délimitables par des bancs calcaires plus prononcés. Coupe de Río Argos, SE de l'Espagne
B) regroupement des alternances marnes-calcaires liées à la précession (20 000 ans) par faisceau de 20 alternances. Chaque faisceau de 20 alternances correspond à une période d'excentricité de 405 000 ans (≈ 20 x 20.000 ans)



Les cycles d'insolation passent par toute une série de filtres naturels (circulation atmosphérique, océanique, pédogénèse, production carbonatée, bioturbation, diagenèse...) susceptibles de distordre l'enregistrement sédimentaire du signal orbital. La datation des séries sédimentaires par les cycles de Milanković nécessite de comprendre les étapes par lesquelles les cycles d'insolation sont finalement préservés dans la sédimentation.

A l'aide d'une approche intégrant plusieurs indicateurs climatiques, Mathieu Martinez montre notamment comment les cycles d'excentricité peuvent s'enregistrer dans la sédimentation alors que dans les modèles astronomiques, leur puissance est contenue dans celle de la précession. La comparaison des signaux des cortèges argileux (indicateurs des niveaux d'érosion des continents) avec les signaux d'alternances marnes-calcaires suggèrent que les phénomènes de pédogénèse (processus de formation, la transformation ou la différenciation des sols) et d'érosion ont un effet de mémoire de plusieurs centaines de milliers d'années susceptibles de transférer la puissance contenue dans les cycles de précession vers les cycles d'excentricité.

Fig10 Insolation25 Memoryeffect

Simulation des effets de la mémoire des phénomènes de pédogénèse et d'érosion sur la distortion des signaux astronomiques (Martinez, 2018)




Référence
Mathieu Martinez. Chapter Four - Mechanisms of Preservation of the Eccentricity and Longer-term Milanković Cycles in Detrital Supply and Carbonate Production in Hemipelagic Marl-Limestone Alternations. Michael Montenari (Ed.). Cyclostratigraphy and Astrochronology, 3, Elsevier, pp.189-218, Stratigraphy & Timescales. Doi : 10.1016/bs.sats.2018.08.002


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Les micro et nanoplastiques sont des vecteurs de propagation de substances chimiques et de résistance aux antimicrobiens dans le milieu aquatique


 AHLeGall    13/12/2018 : 08:35

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NANO-CARRIERS

Julien Gigault (Géosciences Rennes) décroche un financement européen Water JPI pour un projet international intitulé NANO-CARRIERS.


En 2016, on estimait à plus de 300 millions de tonnes la production mondiale de plastique. Il est aujourd'hui largement admis qu'une partie de ce plastique atteint le milieu aquatique sous forme de débris plastiques de différentes tailles. Alors que Rochman et al, dans la revue Nature en 2013, suggéraient de "classer les déchets plastiques comme dangereux", l'ampleur de l'impact des débris plastiques sur le milieu aquatique et la santé humaine reste encore en 2018 largement inconnue.

Bien qu'il s'agisse de l'aspect le moins étudié des débris de plastique dans l'environnement, le plastique de taille nanométrique est potentiellement le plus dangereux. Une source importante de micro et nanoplastiques (micro and nanoplastics = MNPs) est constituée par les boues et et les effluents d'eaux usées urbaines : ceux-ci sont en outre susceptibles d'avoir un impact direct sur les masses d'eau et les sols par la réutilisation des eaux usées traitées, une pratique de plus en plus encouragée dans l'UE et dans le monde.

Ce projet propose donc de s'attaquer à ces menaces méconnues, d'autant plus que les MNP sont susceptibles d'agir comme cheval de Troie pour
(i) les additifs chimiques et des contaminants émergents (contaminants of emerging concern = CEC) et
(ii) les gènes de résistance aux antibiotiques (antibiotic-resistance genes = ARGs) dans les écosystèmes aquatiques grâce aux systèmes de réutilisation des eaux usées.


Pays impliqués : France, Norvège, Afrique du Sud et Chypre

Budget : 1 M€

>>> Water JPI


Pour en savoir plus
>>> Les nanoplastiques dans les océans : une pollution environnementale très sous-estimée ?
>>> L'alarmant rapport de l'OCDE sur la pollution par les nanoparticules industrielles


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Comment savoir si une nappe phréatique alimente un cours d'eau, ou si c'est l'inverse ?


 AHLeGall    12/12/2018 : 10:25

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En stage sur la Sélune avec les étudiants du master 2 Sciences de l'eau

Comment savoir si une nappe phréatique alimente un cours d'eau, ou si c'est l'inverse ?

Les étudiants du master 2 Sciences de l'eau (parcours Hydro3) de l'université de Rennes 1 (OSUR) vous expliquent cela : un TP sur le terrain comme si vous y étiez, instrumentation à l'appui, sur la Sélune, en octobre 2018 ! (vidéo de 2mn40)

La Sélune est un petit fleuve côtier en Normandie (Manche, 50) qui débouche dans la baie du Mont Saint Michel.



>>> Le site du master Sciences de l'Eau de Rennes



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Olivier Bour (Géosciences Rennes, resp. du master) / @
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