L’activité solaire et le régime des moussons en Asie

Une nouvelle preuve du rôle de l’activité solaire sur le climat, en particulier de la mousson asiatique, vient d’être magistralement démontrée par une équipe de scientifiques spécialisés dans la paléoclimatologie sous la direction du Docteur Kathleen Johnson de l’Université de Californie à Irvine. Pour remonter dans le temps afin de reconstituer le climat passé l’un des matériel de choix est l’étude des signatures isotopiques des spéléothèmes c’est-à-dire des concrétions calcaires trouvées dans les grottes. Parmi de nombreux échantillons prélevés au Laos, une stalactite – le spéléothème (illustration) descendant du plafond d’une grotte – provenant de la grotte de Tham Doun Mai dans la province de Luang Prabang a livré les secrets de l’évolution du climat essentiel dans cette région de l’Asie. La mousson est en effet vitale depuis le Pakistan jusqu’à la Chine pour plus du tiers de l’humanité et tenter d’identifier les facteurs externes qui influent sur celle-ci est de la plus haute importance. Comme pour les cernes des arbres les stalactites s’allongent par couches successives et pour dater précisément ces couches il faut utiliser, dans la profondeur de la concrétion et non pas à sa surface, la datation par la mesure du thorium-230 apparu lors de la désintégration de l’uranium-234 immobilisé à un temps t et cette calibration est parfaitement documentée et d’une extrême précision (figure b) :

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Les « stries » de la concrétion sont examinées au microscope et un exemple de datation est représenté dans la partie a de la figure ci-dessus. Ensuite il est nécessaire de réaliser un comptage des stries d’accumulation de calcite année après année et d’analyser les teneurs isotopique de chaque strie respectivement en oxygène-18 et en carbone-13. Voici une image représentative de ces stries :

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Cette image a été obtenue par microscopie en fluorescence à l’aide de rayons X émis par un synchrotron. Cette fluorescence permet de déterminer la teneur en oxygène-18 du spéléothème. Les traits de couleur représentent des séries successives de moussons.

Les deux « proxys » mentionnés permettent de reconstituer la pluviométrie et la température. L’oxygène-18 est plus lourd que l’oxygène-16 et plus la température est élevée plus d’eau « lourde », c’est-à-dire contenant au moins un atome d’oxygène-18, s’évaporera de l’océan pour former ensuite des nuages qui se transformeront en pluie au cours de la mousson. Il est alors possible de déterminer le δ18O et sa déviation par rapport à une valeur standard internationalement admise calibrée sur les teneurs en O-18 de foraminifères appelés Belemnites. L’autre proxy est le carbone-13. Comme pour tout processus biologique la nature a bien fait les choses et les plantes ont plutôt tendance à absorber du CO2 « léger », c’est moins coûteux en énergie, mais si les conditions de température et de pluviométrie sont favorables ces plantes assimilent aussi de plus en plus de CO2 « lourd », c’est-à-dire que le δ13C va avoir tendance à diminuer par rapport à une valeur de référence standard admise internationalement et également établie à l’aide de foraminifères.

Enfin pour tenter de relier toutes les données recueillies à l’activité solaire il existe un autre proxy parfaitement bien documenté provenant des carottes glaciaires. Il s’agit du béryllium-10 radioactif formé par spallation cosmique par bombardement de l’azote par les rayons cosmiques. Plus il y a de béryllium plus l’activé solaire est faible. Forte de toutes ces données l’équipe du Docteur Johnson a pu établir une corrélation étroite entre l’intensité des moussons et l’activité solaire. Les tracés en noir des figures suivantes (extraits de la figure S5 de l’article cité en référence) sont respectivement les δ18O et δ13C exprimés en ‰ par rapport aux standards internationaux VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite). Comme le constatent les auteurs de cette étude il existe une forte corrélation entre l’activité solaire et l’abondance des pluies elle-même liée à la température de surface de l’Océan Indien.

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En ce qui concerne le δ13C la situation est moins claire car des effets locaux peuvent perturber la percolation des eaux chargées en carbonate dans le massif karstique où se trouve la grotte. Que mes lecteurs ne se méprennent pas au sujet de ces deux figures. En effet, les teneurs en béryllium sont inversées dans le cas du δ18O pour mieux faire apparaître l’activité solaire. Il ne s’agit pas d’un artifice mais comme mentionné plus haut la présence de béryllium-10 est inversement proportionnelle à l’activité solaire.

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Les deux minima de mousson (1400-1510) et (1645-1715) correspondent respectivement aux deux minima d’activité solaire appellés minimum de Spörer et de Maunder.

Il ne faut pas établir de conclusions trop rapidement car la mousson dépend des oscillations de l’Océan Indien et des oscillations australes de l’Océan Pacifique dont dépend aussi le phénomène météorologique El Nino (ENSO) qui elles-mêmes dépendent de l’activité solaire. La situation est donc plutôt complexe mais on ne peut que constater une bonne corrélation entre cette activité solaire et l’abondance de la mousson d’Asie, un nouvel argument en faveur de la dépendance des variations du climat de l’activité solaire.

Source et illustrations : doi 10.1016/j.epsl.2019.115737 aimablement communiqué par le Docteur Johnson qui est vivement remerciée ici.

3 réflexions au sujet de « L’activité solaire et le régime des moussons en Asie »

  1. C’est curieux le monde dans lequel nous vivons aujourd’hui.
    On se sent obligés de démontrer que le soleil chauffe la terre.
    C’est un peu comme s’il fallait faire des calculs et des modèles informatiques sophistiqués pour démontrer que la viande et les légumes qu’on met dans une grande gamelle vont cuire normalement sur une cuisinière à gaz pour faire mijoter un pot-au-feu.
    C’est certainement rigolo pour des enfants…mais terriblement pathologique pour des adultes 🙂

    • Attention, on parle de climatologie, donc pourquoi chercher des faits et observations démontrables ?
      « Le GIEC a dit », ou à la limite « The Science is settled » devrait suffire !
      (j’hésite entre plusieurs émoticônes, gai ou triste, la tête contre les murs, vert de honte… ?)

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