Paradoxe des tropiques cool - Cool tropics paradox
2 . Axe vertical: température; horizontal: latitude.
Le paradoxe des tropiques froids est la différence apparente entre les estimations modélisées des températures tropicales pendant les périodes chaudes et sans glace du Crétacé et de l' Éocène , et les températures plus froides qui, selon les approximations, étaient présentes. Le paradoxe de longue date a été résolu lorsque de nouvelles températures dérivées par approximation ont montré des tropiques significativement plus chaudes pendant les climats de serre passés. Le problème des faibles gradients, c'est-à-dire les régions polaires très chaudes par rapport à nos jours, est toujours un problème pour les modèles climatiques de pointe.
Origine du paradoxe
Les reconstructions de la paléotempérature basées sur des proxy semblaient prédire un gradient de température faible entre les tropiques et les pôles . Les données des foramanifères vivant en surface suggèrent qu'à la fin du Crétacé, une période exceptionnellement chaude, les températures de surface de la mer étaient plus fraîches qu'aujourd'hui. Le terme a ensuite été appliqué à des situations similaires, par exemple pendant l'Eocène.
Les modèles climatiques qui ont fonctionné au Tertiaire n'ont pas réussi à produire ce gradient de température bas; afin de faire correspondre les données observées, ils ont prédit que les tropiques devraient être à 40 ° C ou plus - beaucoup plus chauds que ce que les mandataires ont dit qu'ils étaient, et beaucoup plus chauds que les températures de surface tropicales observées aujourd'hui, qui en moyenne autour de 25 ° C (77 ° F). Pour tenter de faire correspondre les données, des modèles bizarres impliquant des tourbillons déraisonnables étaient nécessaires.
Des modèles
Des modèles ont été développés pour prédire et expliquer le manque de glace pendant les périodes chaudes du Crétacé et de l'Éocène. Les modèles sont élaborés selon le principe fondamental qu'ils doivent être aussi simples que possible. Par conséquent, les premiers modèles ont tenté d'expliquer le manque de glace en utilisant uniquement la configuration continentale différente. Ceux-ci ne pourraient pas produire un état sans glace sans utiliser une concentration atmosphérique accrue de CO
2 ; cette hypothèse a été vérifiée par rapport aux preuves et jugée valide. Cela a introduit une nouvelle difficulté: plus de CO
2 produirait des températures plus chaudes de la mer tropicale, et les preuves suggéraient qu'elles étaient les mêmes ou même plus froides qu'aujourd'hui.
Données soutenant les océans tropicaux froids
Les données foraminiférales, suggérant des températures tropicales plus fraîches qu'aujourd'hui, n'étaient pas d'accord avec les proxys terrestres, qui parlaient de températures plus chaudes - bien que la plupart des chiffres terrestres soient basés sur l'extrapolation de données en dehors des tropiques.
Sources d'erreur
L'erreur analytique est d'environ 2−3 ° C pour les échantillons individuels, mais elle tombe à 0,5−1,0 ° C lorsqu'un échantillon est analysé - pas assez pour expliquer l'écart. D'autres facteurs signifient que tout échantillon vierge peut être considéré comme ayant une erreur associée allant jusqu'à 3 ° C. Les modifications de la salinité, de la cinétique et de la diagenèse peuvent également confondre l'analyse: on estime que les deux dernières réduisent chacune les températures estimées de 1 à 2 ° C et sont difficiles à quantifier.
Réconcilier les données avec le modèle
En prenant les données pour vraies, comment pourraient-elles être conciliées avec les prédictions du modèle? La seule façon de «peaufiner» le modèle était de jouer avec le paramétrage des nuages, l'un des aspects les plus imprévisibles de tout modèle. Le modèle a été ajusté pour supposer que le CO plus élevé
2 Les niveaux ont produit une couverture nuageuse plus tropicale, protégeant ces régions de la chaleur du soleil. Cependant, il n'y avait aucune preuve de ce comportement, et a toujours laissé des problèmes. Les pôles étaient encore plus chauds que les modèles prédisaient. D'autres rétroactions, y compris l'augmentation du transport de chaleur vers les pôles par les océans et les réponses végétatives aux hautes latitudes, ont été proposées, mais celles-ci n'ont pas pleinement expliqué le comportement dans l'hémisphère sud et l'hiver, respectivement.
Démêler le paradoxe
Conseils de chaleur - mandataires terrestres
Les données des proxys terrestres suggèrent que l'équateur peut avoir atteint 30 ° C - cependant, ce chiffre est basé sur l'extrapolation de données trouvées en dehors des tropiques. Cela impliquerait que les procurations foramaniférales étaient fausses - les tests ont peut-être été surchargés par diagenèse . Les chercheurs se sont tournés vers les mollusques marins peu profonds car il est facile de déterminer si leur coquille avait été altérée par diagenèse.
Détection de la diagenèse chez les mollusques
De nombreuses coquilles de mollusques sont construites à partir d'aragonite, un minéral qui est rapidement remplacé par la calcite par altération diagénétique. De plus, les mollusques côtiers préservent la variabilité saisonnière de leur coquille, une caractéristique qui serait perdue en présence d'un signal diagénétique. Cela supprime toute ambiguïté quant à savoir si une coque a été affectée ou non par les processus de post-dépôt.
Données sur les mollusques
Les preuves provenant des mollusques suggéraient un refroidissement entre l'Éocène et l'Oligocène. Prises dans la baie du Mississippi, elles ont enregistré des températures d'environ 26 ° C dans l'Éocène et 22 ° C dans l'Oligocène; ce refroidissement était nettement saisonnier, les températures de l'eau reconstituées étant de 5 ° plus fraîches en été, mais de 3 ° plus fraîches en hiver. Cette tendance convient le mieux si le CO
2 était la force dominante du refroidissement.
Les températures hivernales des mollusques correspondent bien aux températures foramanifères, ce qui suggère que les foramanifères ont principalement augmenté pendant les mois d'hiver. Les températures globales correspondaient bien aux estimations terrestres et modélisées d'une température de surface de la mer d'environ 4 à 5 ° plus chaude qu'aujourd'hui.
Réévaluation du dossier foraminiféral
Le paléothermomètre magnésium / calcium est une alternative récemment développée à la méthode δ 18 O et évite de nombreuses incertitudes inhérentes à cette dernière méthode. L'utilisation de cette technique génère des résultats plus cohérents avec ceux attendus, contrairement aux enregistrements originaux δ 18 O des mêmes sites. D'autres études minutieuses ont ciblé uniquement les foraminifères dont on a pu démontrer qu'ils n'avaient subi aucune diagenèse, donnent en fait une signature δ 18 O similaire à celle attendue, suggérant qu'une mauvaise conservation était responsable de la confusion d'origine.