Reconstruction paléoenvironnementale

La reconstruction paléoenvironnementale (également connue sous le nom de reconstruction paléoclimatique) fait référence aux résultats et aux enquêtes entreprises pour déterminer à quoi ressemblaient le climat et la végétation à un moment et à un endroit particuliers dans le passé. Le climat, y compris la végétation, la température et l'humidité relative, a considérablement varié au cours du temps depuis la première habitation humaine de la planète Terre, à la fois de causes naturelles et culturelles (d'origine humaine)..

Les climatologues utilisent principalement des données paléoenvironnementales pour comprendre comment l'environnement de notre monde a changé et comment les sociétés modernes doivent se préparer aux changements à venir. Les archéologues utilisent des données paléoenvironnementales pour aider à comprendre les conditions de vie des personnes qui vivaient sur un site archéologique. Les climatologues bénéficient des études archéologiques car elles montrent comment les humains ont appris par le passé à s'adapter ou à ne pas s'adapter aux changements environnementaux, et comment ils ont provoqué des changements environnementaux ou les ont aggravés ou améliorés par leurs actions.

Utilisation de procurations

Les données collectées et interprétées par les paléoclimatologues sont connues sous le nom de mandataires, remplaçant ce qui ne peut pas être mesuré directement. Nous ne pouvons pas remonter dans le temps pour mesurer la température ou l'humidité d'un jour ou d'une année ou d'un siècle donné, et il n'y a aucun enregistrement écrit des changements climatiques qui nous donnerait ces détails plus vieux que quelques centaines d'années. Au lieu de cela, les chercheurs du paléoclimat s'appuient sur des traces biologiques, chimiques et géologiques d'événements passés qui ont été influencés par le climat.

Les principaux mandataires utilisés par les chercheurs en climatologie sont les restes de plantes et d'animaux car le type de flore et de faune dans une région indique le climat: pensez aux ours polaires et aux palmiers comme indicateurs des climats locaux. Les traces identifiables de plantes et d'animaux varient en taille, des arbres entiers aux diatomées microscopiques et aux signatures chimiques. Les restes les plus utiles sont ceux qui sont suffisamment grands pour être identifiables aux espèces; la science moderne a pu identifier des objets aussi petits que des grains de pollen et des spores d'espèces végétales.

Clés des climats passés

Les preuves indirectes peuvent être biotiques, géomorphiques, géochimiques ou géophysiques; ils peuvent enregistrer des données environnementales qui varient dans le temps de chaque année, tous les dix ans, chaque siècle, chaque millénaire ou même plusieurs millénaires. Des événements tels que la croissance des arbres et les changements de la végétation régionale laissent des traces dans les sols et les dépôts de tourbe, la glace et les moraines glaciaires, les formations de grottes et le fond des lacs et des océans.

Les chercheurs s'appuient sur des analogues modernes; c'est-à-dire qu'ils comparent les résultats du passé à ceux trouvés dans les climats actuels à travers le monde. Cependant, il y a des périodes dans le passé très ancien où le climat était complètement différent de ce qui est actuellement vécu sur notre planète. En général, ces situations semblent être le résultat de conditions climatiques qui présentaient des différences saisonnières plus extrêmes que celles que nous avons connues aujourd'hui. Il est particulièrement important de reconnaître que les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone étaient plus bas dans le passé que ceux présents aujourd'hui, de sorte que les écosystèmes avec moins de gaz à effet de serre dans l'atmosphère se sont probablement comportés différemment qu'aujourd'hui..

Sources de données paléoenvironnementales

Il existe plusieurs types de sources où les chercheurs du paléoclimat peuvent trouver des enregistrements préservés des climats passés.

• Glaciers et plaques de glace: Les masses de glace à long terme, comme les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, ont des cycles annuels qui créent chaque année de nouvelles couches de glace comme des anneaux d'arbres. La texture et la couleur des couches dans la glace varient pendant les périodes plus chaudes et plus fraîches de l'année. De plus, les glaciers se développent avec une augmentation des précipitations et un temps plus frais et se rétractent lorsque les conditions sont plus chaudes. Les particules de poussière et les gaz créés par des perturbations climatiques telles que les éruptions volcaniques, qui peuvent être récupérées à l'aide de carottes de glace, sont piégés dans ces couches déposées sur des milliers d'années..
• Fonds océaniques: Les sédiments se déposent au fond des océans chaque année et des formes de vie telles que les foraminifères, les ostracodes et les diatomées meurent et se déposent avec eux. Ces formes répondent aux températures de l'océan: par exemple, certaines sont plus répandues pendant les périodes plus chaudes.
• Estuaires et littoraux: Les estuaires conservent des informations sur la hauteur des anciens niveaux de la mer dans de longues séquences de couches alternées de tourbe organique lorsque le niveau de la mer était bas et de limons inorganiques lorsque le niveau de la mer montait.
• Des lacs: Comme les océans et les estuaires, les lacs ont également des dépôts basaux annuels appelés varves. Les Varves contiennent une grande variété de vestiges organiques, de sites archéologiques entiers aux grains de pollen et aux insectes. Ils peuvent détenir des informations sur la pollution de l'environnement telles que les pluies acides, le marchand de fer local ou les ruissellements des collines érodées à proximité.
• Grottes: Les grottes sont des systèmes fermés, où les températures annuelles moyennes sont maintenues toute l'année et avec une humidité relative élevée. Les dépôts de minéraux dans les grottes telles que les stalactites, les stalagmites et les pierres à écoulement se forment progressivement en fines couches de calcite, qui piègent les compositions chimiques de l'extérieur de la grotte. Les grottes peuvent ainsi contenir des enregistrements continus à haute résolution qui peuvent être datés à l'aide de datations de la série de l'uranium.
• Sols terrestres: Les dépôts de sols sur terre peuvent également être une source d'information, piégeant les restes d'animaux et de plantes dans les dépôts colluviaux au pied des collines ou les dépôts alluviaux dans les terrasses des vallées.

Études archéologiques des changements climatiques

Les archéologues s'intéressent à la recherche sur le climat depuis au moins les travaux de Grahame Clark en 1954 à Star Carr. Beaucoup ont travaillé avec des climatologues pour déterminer les conditions locales au moment de l'occupation. Une tendance identifiée par Sandweiss et Kelley (2012) suggère que les chercheurs en climat commencent à se tourner vers les archives archéologiques pour aider à la reconstruction des paléoenvironnements.

Des études récentes décrites en détail dans Sandweiss et Kelley comprennent:

• L'interaction entre les humains et les données climatiques pour déterminer le taux et l'étendue d'El Niño et la réaction humaine à celle-ci au cours des 12 000 dernières années de personnes vivant sur les côtes du Pérou.
• Tell Leilan, dans le nord de la Mésopotamie (Syrie), des gisements correspondant à des carottes de forage océanique dans la mer d'Oman ont identifié une éruption volcanique inconnue qui s'est produite entre 2075-1675 avant JC, qui à son tour peut avoir conduit à une aridification brutale avec l'abandon du tell et peut avoir conduit à la désintégration de l'empire akkadien.
• Dans la vallée de Penobscot dans le Maine, dans le nord-est des États-Unis, des études sur des sites datant de l'archaïque moyen-ancien (il y a environ 9 000 à 5 000 ans) ont aidé à établir une chronologie des inondations dans la région associées à la chute ou à la baisse des niveaux du lac.
• L'île Shetland, en Écosse, où les sites du néolithique sont inondés de sable, une situation qui serait une indication d'une période de tempête dans l'Atlantique Nord.

Sources

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• _{Gocke M, Hambach U, Eckmeier E, Schwark L, Zöller L, Fuchs M, Löscher M et Wiesenberg GLB. 2014. Présentation d'une approche multiproxy améliorée pour la reconstruction paléoenvironnementale des archives de loess-paléosol appliquée sur la séquence de Nussloch du Pléistocène supérieur (SW Allemagne). Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie 410: 300-315.}
• _{Lee-Thorp J et Sponheimer M. 2015. Contribution des isotopes légers stables à la reconstruction paléoenvironnementale. Dans: Henke W et Tattersall I, rédacteurs. Manuel de paléoanthropologie. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. p 441-464.}
• _{Lyman RL. 2016. La technique de la répartition climatique mutuelle n'est (généralement) pas le domaine de la technique de sympatrie lors de la reconstruction de paléoenvironnements basés sur des restes fauniques. Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie 454: 75-81.}
• _{Rhode D, Haizhou M, Madsen DB, Brantingham PJ, Forman SL et Olsen JW. 2010. Recherches paléoenvironnementales et archéologiques au lac Qinghai, ouest de la Chine: preuves géomorphiques et chronométriques de l'histoire du niveau du lac. Quaternaire International 218 (1-2): 29-44.}
• _{Sandweiss DH et Kelley AR. 2012. Contributions archéologiques à la recherche sur les changements climatiques: les archives archéologiques en tant qu'archives paléoclimatiques et paléoenvironnementales *. Revue annuelle d'anthropologie 41 (1): 371-391.}
• _{Shuman BN. 2013. Reconstruction du paléoclimat - Approches dans: Elias SA et Mock CJ, éditeurs. Encyclopédie des sciences quaternaires (Deuxième édition). Amsterdam: Elsevier. p 179-184.}