Tesis:

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Lemieux-Dudon, Bénédicte. "Conjonction de données et de modèles pour la datation des forages profonds d'Antarctique et du Groenland". Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10067.

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Resumen

Les relations de phase entre augmentation de la concentration des gaz à effet de serre et augmentation de la température constitue un enjeu sociétal. Pour affiner notre compréhension des mécanismes climatiques sur la Terre, une datation précise des enregistrements climatiques du passé (carotte de glace, carotte de sédiments marins, spéléothèmes) est in- dispensable. En échelle relative, les datations permettent d’évaluer les relations de phase des variations climatiques en différents points du globe. En échelle absolue, les liens entre changements de l’orbite terrestre et réponse climatique peuvent être étudiés. Les carottes de glace d’Antarctique et du Groenland constituent des archives uniques à l’échelle des grands cycles glaciaire-interglaciaire. Elles offrent de nombreux marqueurs stratigraphiques pour la datation relative (méthane, couches de cendre. . . ). Les échelles d’âge de ces carottes peuvent en outre être calculées grâce à des modèles numériques simulant la déformation des calottes, l’évolution de la température et des précipitations, ainsi que les caractéristiques du névé polaire. Toutefois les incertitudes sur ces datations modélisées demeurent considérables, notamment sur la datation relative des signaux de température enregistrés dans la glace solide et des signaux de composition de l’atmosphère enregistrés dans les bulles d’air piégées dans la glace. Le gaz et la glace à une même profondeur n’ont en effet pas le même âge. Au cours de ce travail de thèse, un code d’assimilation de données a été développé afin de réduire les incertitudes sur les chronologies. Ce code permet de calculer simultanément les datations gaz et glace de plusieurs forages glaciaires en réalisant un compromis entre les informations chronologiques fournies par les modèles glaciologiques et celles apportées par les contraintes stratigraphiques issues des mesures dans la glace et le gaz. La méthode repose sur une inférence Bayésienne formulée à l’aide d’une fonction coût. Cette formulation met en jeu des matrices de covariance d’erreur qui rendent compte des incertitudes sur les données ainsi que sur les sorties des modèles fournissant la première ébauche de datation. Elle permet de proposer des échelles d’âge optimisées ainsi que des intervalles de confiance. Dans ce manuscrit, on présente les premières expériences de datation réalisées avec l’outil numérique. En particulier, la datation simultanée des forages de North GRIP (Groenland), Vostok, Epica Dôme C et Epica Dronning Maud Land (Antarctique) montre le potentiel de cet outil pour construire les futures échelles d’âge des forages profonds d’Antarctique et du Groenland
We are hereby presenting a new dating method based on inverse techniques, which aims at calculating consistent gas and ice chronologies for several ice cores. The proposed method yields new dating scenarios simultaneously for several cores by making a compromise between the chronological information brought by glaciological modeling (i. E. , ice flow model, firn densification model, accumulation rate model), and by gas and ice stratigraphic constraints. This method enables us to gather widespread chronological information and to use regional or global markers (i. E. , methane, volcanic sulfate, Beryllium- 10, tephra layers, etc. ) to link the core chronologies stratigraphically. Confidence intervals of the new dating scenarios can be calculated thanks to the probabilistic formulation of the new method, which takes into account both modeling and data uncertainties. We apply this method simultaneously to one Greenland (NGRIP) and three Antarctic (EPICA Dome C, EPICA Dronning Maud Land, and Vostok) ices cores, and refine existent chronologies. Our results show that consistent ice and gas chronologies can be derived for depth intervals that are well-constrained by relevant glaciological data. In particular, we propose new and consistent dating of the last deglaciation for Greenland and Antarctic ice and gas records

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Landais, Amaëlle. "Variabilité climatique rapide en atlantique nord : l'apport des isotopes de l'air piégé dans la glace du Groenland". Paris 6, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007403.

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LANDAIS, AMAELLE. "VARIABILITÉ CLIMATIQUE RAPIDE EN ATLANTIQUE NORD : L'APPORT DES ISOTOPES DE L'AIR PIÉGÉ DANS LA GLACE DU GROENLAND". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007403.

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Resumen

Les mesures isotopiques de la glace montrent une succession de réchauffements rapides (Dansgaard-Oeschger) pendant la dernière période glaciaire au Groenland. Ils suggèrent aussi une grande variabilité climatique du dernier interglaciaire et de l'entrée en glaciation. Notre travail s'est appuyé sur les développements récents des mesures isotopiques de l'air piégé dans la glace (N2, O2 et Ar) et de la modélisation du névé pour (i) distinguer la variabilité climatique rapide réelle des artéfacts d'écoulement de la glace, (ii) quantifier l'évolution de température au-dessus du Groenland pendant les événements rapides de la dernière période glaciaire et de l'entrée en glaciation, et (iii) étudier les relations de phase entre la dynamique de la température au Groenland et d'autres acteurs du système climatique (teneur en gaz à effet de serre, volume des calottes de glace, végétation, température aux autres latitudes). Nous nous sommes d'abord attachés à définir les limites et précautions associées à la méthode. D'une part, l'analyse isotopique de l'oxygène piégé ne peut être effectuée que sur de la glace de bonne qualité, conservée à -25°C. D'autre part, un ensemble d'études de névé ont permis d'affiner sa représentation et sa modélisation. Malgré la compréhension accrue de la physique du névé, nous montrons, à partir d'une étude de la déglaciation, que des incertitudes sur les caractéristiques de surface (taux d'accumulation, température) limitent l'interprétation climatique actuelle des isotopes de l'azote et de l'argon en Antarctique. La majeure partie de cette thèse est axée sur le Groenland (carottes de GRIP et NorthGRIP). En exploitant conjointement les isotopes de l'air (de l'azote, de l'argon et de l'oxygène), les isotopes de l'eau (de l'oxygène et de l'hydrogène) et un modèle performant de névé, nous pouvons reconstruire le scénario de température en surface du Groenland en éliminant les biais, liés au cycle hydrologique en Atlantique Nord, qui affectent l'interprétation conventionnelle des isotopes de l'eau comme paléothermomètre. Les réchauffements rapides en période glaciaire atteignent jusqu'à 16°C en une centaine d'années. La température au Groenland pendant les événements de Dansgaard-Oeschger se révèle moins stable qu'initialement interprétée d'après les isotopes de l'eau suggérant un lien fort avec l'intensité de la circulation thermohaline via l'atmosphère. A cause d'un mélange de glace, la carotte de GRIP ne permet pas de donner un enregistrement de la dernière période interglaciaire. Néanmoins, l'utilisation conjointe des isotopes de l'oxygène atmosphérique et du méthane piégés dans la glace permet de proposer une séquence discontinue pour le dernier interglaciaire au centre du Groenland. La température y était de 5°C plus importante qu'aujourd'hui mais la glace couvrait encore le centre du Groenland. Le nouveau carottage de NorthGRIP a permis d'obtenir à nouveau de la glace du dernier interglaciaire. Nous montrons que NorthGRIP donne le premier enregistrement continu de l'entrée en glaciation au Groenland et que la glace la plus profonde correspond au milieu du dernier interglaciaire (minimum de volume des glaces). La variabilité climatique rapide est d'abord restreinte à l'Atlantique Nord pendant un premier événement de Dansgaard-Oeschger (DO 25). Dès que le volume des glaces atteint un certain seuil (~ tiers de la différence entre le dernier maximum glaciaire et l'actuel), le deuxième événement de Dansgaard-Oeschger porte la signature typique des événements ponctuant l'ensemble de la période glaciaire.

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Krinner, Gerhard. "Simulations du climat des calottes de glace". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716408.

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Resumen

Ce travail traite de la simulation numérique du climat des grandes calottes de glace, en particulier des calottes de l'Antarctique et du Groenland, toujours existantes, dans des conditions climatiques différentes, à l'aide de modèles de circulation générale de l'atmosphère (MCGA). Le MCGA à grille variable LMDz a été adapté aux spécificités du climat polaire et validé pour le climat actuel. L'approche d'une grille variable, qui permet d'utiliser le MCGA à haute résolution spatiale (autour de 100 km) sur la région d'intérêt à un coût numérique raisonnable, a été validée en analysant la dynamique atmosphérique au bord de la région ciblée à l'aide d'un schéma de suivi des cyclones individuels. Des simulations du climat du Dernier Maximum Glaciaire (DMG) ont été faites pour le Groenland et l'Antarctique et analysées en tenant compte des archives glaciaires disponibles. Une explication possible des différences entre les deux méthodes principales de reconstruction des paléotempératures - l'analyse des isotopes de l'eau et la mesure directe de la température de la glace dans le trou de forage - au centre du Groenland a pu être proposée. Cette explication est basée sur des changements de paramètres climatiques locaux. C'est la première fois que l'approche de grille variable a été utilisée dans un MCGA pour des simulations du climat polaire à l'échelle de quelques années. Les simulations paléoclimatiques faites avec LMDz sont à une résolution spatiale inégalée à ce jour. Finalement, le climat du DMG, simulé par plusieurs MCGA dans le cadre du projet international PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Programme), a été analysé, et des implications des résultats pour l'interprétation des enregistrements glaciaires ont été discutées.

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Bazin, Lucie. "Analyse de l’air piégé dans les carottes de glace de Dôme C et Talos Dôme pour mieux contraindre le rôle du forçage orbital et des gaz à effet de serre dans les variations glaciaire-interglaciaire". Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2015. http://www.theses.fr/2015VERS013V/document.

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Resumen

Afin d’étudier les variations climatiques enregistrées par les carottes de glace, il est nécessaire d’avoir des datations précises à la fois pour les phases gaz et glace. Le but de ce travail de thèse a été d’améliorer les chronologies des carottes de glace, couvrant les derniers 800 000 ans, au travers de nouvelles mesures de la composition isotopique de l’air (δ15N, δ18Oatm et δO2/N2) piégé dans la glace d’EPICA Dôme C (EDC) et de l’utilisation de l’outil de datation "Datice". Le premier résultat important de cette thèse a été la production de la chronologie cohérente pour les carottes de glace ("Antarctic Ice Core Chronology", AICC2012) pour EDC, Vostok, EPICA Droning Maud Land (EDML), TALos Dôme ICE core (TALDICE) et NorthGRIP. Sur cette nouvelle chronologie la théorie du see-saw bipolaire reste valable. AICC2012 donne un âge pour la Terminaison II en accord avec les autres archives climatiques. De plus, les durées des périodes interglaciaires restent inchangées par rapport à la chronologie EDC3. Lors de la construction d’AICC2012 nous avons mis en évidence plusieurs points nécessitant des améliorations. Nous avons donc procédé à l’amélioration de Datice dans le but d’intégrer correctement les contraintes issues du comptage des couches annuelles et leurs erreurs. Ces améliorations conduisent à des chronologies cohérentes tout en respectant les hypothèses sous-jacentes à Datice. Nous proposons aussi une nouvelle formulation de l’erreur associée à la fonction d’amincissement à partir de l’analyse des propriétés mécaniques de la glace dans le cas d’EDC. Pour finir, les nouvelles mesures du δO2/N2 et du δ18Oatm effectuées sur de la glace bien conservée d’EDC nous ont permis de définir de nouvelles contraintes d’âge. La comparaison de ces traceurs mesurés à Vostok, EDC et Dôme F sur le MIS 5 a permis de mettre en évidence une possible influence de paramètres climatiques locaux sur le δO2/N2. L’analyse du retard entre le δ18Oatm et la précession sur les derniers 800 ka montre des variations de ce dernier. Nous suggérons que ce retard est augmenté par l’occurence d’évènements de Heinrich à certaines périodes. Les résultats de cette thèse sont à prendre en compte pour le prochain exercice de datation cohérente pour les carottes de glace
In order to study the climate variations recorded by ice cores, it is necessary to have precise chronologies for the ice and gas phases. The aim of this work has been to improve ice cores chronologies, covering the last 800 000 years, through new measurements of the isotopic composition of the air δ15N, δ18Oatm et δO2/N2) trapped in EPICA Dome C (EDC) ice core and the use of the Datice dating tool.The first important result of this PhD has been the production of the Antarctic Ice Core Chronology (AICC2012), common for EDC, Vostok, EPICA Droning Maud Land (EDML), TALos Dome ICE core (TALDICE) and NorthGRIP ice cores. The bipolar see-saw theory is still valid on the new chronology. The AICC2012 chronology gives an age for Termination II in good agreement with other climate archives. Moreover, the duration of interglacial periods is unchanged compared to EDC3. While building the AICC2012 chronology, we have pointed out several limitations. Since then, we have improved Datice in order to correctly integrate constraints deduced from layer counting and their associated uncertainties. These improvements permit to build coherent chronologies respecting the underlying hypotheses of Datice. Moreover, we propose a new parameterization of the uncertainty associated with the background thinning function based on ice mechanical properties of EDC ice core. Finally, we were able to deduce new age constraints thanks to the new measurements of δO2/N2 and δ18Oatm performed on well-conserved ice from EDC. A multi-proxy comparison of Vostok, EDC and Dome F ice cores over MIS 5 has highlighted a possible influence of local climatic parameters on δO2/N2. The analysis of the delay between δ18Oatm and precession shows some variability over the last 800 ka. We propose that the delay between δ18Oatm and precession is increased during periods associated with Heinrich events. The results obtained during this PhD should be used for the next ice core coherent chronology

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Capron, Emilie. "L'air piégé dans les glaces polaires : contraintes chronologiques et caractérisation de la variabilité climatique rapide". Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00579600.

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Resumen

Les régions polaires sont particulièrement touchées par le changement climatique actuel, en raison des mécanismes d'amplification qui y opèrent. Les forages de glace en Antarctique et au Groenland sont des témoins précieux des variations paléoclimatiques locales et donnent aussi accès à des informations sur les modifications environnementales des latitudes plus basses. Ce travail de thèse repose sur l'obtention d'informations délivrées par l'air progressivement emprisonné sous forme de bulle lors du processus de transformation de la neige en glace : la composition élémentaire et isotopique de l'air (N2, O2, Ar et Kr) et la concentration en méthane. Nos résultats permettent de progresser sur trois aspects différents mais intimement liés : (i) L'évolution passée de la structure des névés en Antarctique. La mesure des isotopes du krypton sur le forage profond de Dome C (EDC pour EPICA Dome C) nous permet de mettre en évidence qu'une zone convective de l'ordre de 20-50 m a pu se développer dans le névé en période glaciaire. L'étude conjointe des profils isotopiques de l'azote ("15N) mesurés sur les forages EPICA Dronning Maud Land (EDML) et TALDICE suggèrent que l'évolution de la structure du névé des deux sites ne répond plus de manière simple aux changements du taux d'accumulation en surface lorsque celui-ci dépasse un seuil de 5 ±1.5 cm eq. glace an- 1. (ii) La datation des forages glaciologiques. Nous avons exploité le premier enregistrement de "O2/N2 produit entre 300 000 et 800 000 ans sur l'air piégé dans la glace de EDC. Alors qu'il semble délicat d'utiliser ce signal pour construire une nouvelle datation par calage orbital de ce forage, en particulier pour les périodes de faible excentricité, le "O2/N2 se révèle être un outil pertinent pour tester les limites et les incertitudes de la datation actuelle du forage (EDC3). L'utilisation conjointe des isotopes de l'oxygène atmosphérique et du méthane nous permet d'établir une synchronisation des forages de EDML (Antarctique) et de NorthGRIP (Groenland) couvrant le début de la dernière période glaciaire (75 000-123 000 ans) avec une incertitude inférieure à 400 ans. (iii) Cette datation relative nous permet de décrire les variations climatiques rapides au début de la dernière période glaciaire au Groenland et en Antarctique. Nous mettons en évidence une variabilité climatique sub-millénaire superposée à la succession classique des évènements de Dansgaard Oeschger, i.e. des évènements précurseurs aux évènements rapides, des rebonds climatiques en fin d'interstade. Nous démontrons que le mécanisme de bascule bipolaire entre le Groenland et l'Antarctique est également opérationnel à l'échelle sub- millénaire. Une étude multiparamétrique sur le premier événement abrupt enregistré dans la glace de NorthGRIP (DO25) montre que cet événement caractérise la transition entre la dernière période interglaciaire et la mise en place d'une variabilité abrupte couplant les hautes et les basses latitudes. L'ensemble de nos résultats établit un lien étroit entre la dynamique climatique rapide à l'échelle millénaire et les composantes à évolution lente qui imposent l'état de base du système climatique (configuration orbitale, volume des glaces).

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Savarino, Joël. "Chimie de la carotte EUROCORE (Groenland Central) : variabilité des émissions biologiques au cours du dernier millénaire". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10050.

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Resumen

L'archivage glaciaire represente un moyen privilegie d'obtenir des informations permettant une meilleure comprehension des cycles biogeochimiques au cours des temps passes. Si les perturbations induites par l'homme durant les deux cents dernieres annees ont ete abondamment etudiees, les fluctuations naturelles du climat, sur une periode recoupant l'optimum medieval (1200-1300 a. D. ) et le petit age de glace (1300-1800 a. D. ), souffrent, quant a elles, du manque d'etudes detaillees. Nos travaux couvrent cette periode et portent sur la composition chimique de la partie soluble des impuretes piegees dans la precipitation solide du groenland central. La decouverte recente de la capacite qu'ont les carottes de glace du groenland a enregistrer des feux de biomasse nous a permis d'obtenir les resultats suivants: les signatures chimiques de ces evenements dependent, semble-t-il, du vieillissement du panache occasionne par le transport ; la mise en place d'un index des feux, base sur la frequence et le flux de debris pyrogeniques deposes, montre trois periodes actives en feu (1200-1350, 1450-1550 et 1860-1920). Ces periodes correspondent a des conditions climatiques favorables aux declenchements des feux, meme si une intervention humaine ne peut etre exclue sur la periode 1860-1920. La covariance du bruit de fond de formiate et de la densite arboree de la taiga canadienne suggere une source vegetale pour ce compose organique. La biosphere continentale serait, de meme, a l'origine des quantites importantes de nitrate et d'ammonium deposees au groenland en regard des flux antarctiques. Nous n'avons pu mettre a aucun moment en evidence une denitrification de la stratosphere suite aux eruptions volcaniques. L'etude du msa a montre un phenomene de migration de ce compose sur les couches de glace anciennes. Le manque de connaissance sur l'evolution passee de la biologie marine ne nous a pas permis de confronter les traceurs de cette activite a d'autres parametres physiques ou climatiques

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Germe, Agathe. "Variabilité de la glace de mer en mer du Groenland : liens avec les forçages atmosphériques et océaniques à l'échelle interannuelle". Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066629.

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Resumen

L'objet de cette thèse est la compréhension des mécanismes contrôlant la variabilité spatio-temporelle de la concentration de glace de mer (SIC) en mer du Groenland, l'un des sites de formation d’eau dense de l’Atlantique Nord. Cette variabilité est caractérisée à partir des données satellitaires de concentration de glace obtenues par radiométrie hyperfréquence sur la période 1979-2007, en se concentrant sur la période convective (hiver et printemps). Trois modes de variabilité sont identifiés avec une forte dominance du premier mode qui représente 70% de la variance de la SIC dans la région. Les liens statistiques de ces modes avec les forçages atmosphériques sont examinés à partir des réanalyses du centre européen. On montre l'importance de la variabilité du vent méridien sur le mode dominant de SIC par son impact sur la dérive d’Ekman et un lien avec la température de surface de l’air mettant en jeu la rétroaction de la glace sur l’atmosphère via les flux de chaleur. Une étude complémentaire basée sur une classification en régimes de temps de Cassou et al. (2004) montre une réponse préférentielle de la SIC à la phase négative de la NAO. La construction d’un jeu de données hydrologiques homogène sur la période 1982-2006 a permis d’examiner le lien statistique entre les modes de variabilité de la SIC et l’activité convective dans le gyre du Groenland identifiée à partir d’un critère de stratification de la colonne d'eau. On met en évidence une corrélation significative entre la variabilité de la convection et le second mode de variabilité de la SIC associant un faible englacement dans le centre du bassin à une forte activité convective.

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Houssais, Marie-Noëlle. "Modelisation des interactions ocean-glace : application a la mer du groenland". Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066173.

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Resumen

Les processus dynamiques et thermodynamiques du couplage glace-ocean sont etudies a l'aide d'une hierarchie de modeles numeriques. Un modele thermodynamique de glace de mer ou le flux de chaleur oceanique est impose revele l'influence de ce flux sur le cycle saisonnier d'epaisseur de la glace. L'influence de la derive de la glace sur les bilans locaux de fonte-congelation est examinee a l'aide d'un modele dynamique-thermodynamique de glace de mer

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GUERINOT, GENEVIEVE. "Modelisation du vieillissement chimique de panaches de feux boreaux". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10068.

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Les feux de biomasse ont un impact important sur l'atmosphere car ils emettent de grandes quantites de composes reactifs (co, hydrocarbures, acides organiques, nh 3, no x, no y), de gaz a effet de serre (co 2, ch 4, n 2o), et d'aerosols. Cette etude est principalement basee sur 2 types de mesures : (1) la composition chimique de panaches de feu du canada et de l'alaska (campagne able-3b : the arctic boundary layer expedition) ; (2) l'analyse chimique des carottes de glaces du groenland qui fournit un enregistrement unique des precipitations refletant la composition atmospherique au moment de la deposition. Ces mesures indiquent des augmentations simultanees d'acide formique et d'acide acetique, ainsi que la presence du formiate d'ammonium. Ces phenomenes sporadiques ont ete attribues a des evenements de feu de biomasse (legrand et de angelis, 1995). La comparaison de (1) et (2) suggere une evolution chimique caracteristique au cours des 5 jours de transport des panaches de feu entre l'amerique du nord et le groenland. Le but de cette etude est d'expliquer la signature des feux de biomasse boreaux enregistree dans la glace, et de discerner quels sont les processus chimiques qui gouvernent le vieillissement des panaches de feu. Nous avons utilise un modele meteorologique, et developpe un modele de chimie atmospherique traitant une chimie gazeuse et aqueuse. Les resultats montrent que les masses d'air sont tout d'abord transportees sans rencontrer de nuage, et qu'un equilibre chimique est atteint des les premiers jours. Une fois au groenland, les especes chimiques sont incorporees dans la phase aqueuse. La chimie aqueuse a une influence negligeable sur les resultats et se sont les transferts de phase qui permettent d'expliquer les mesures de la glace. Nous expliquons comment nous avons extrapole nos resultats de modelisation a ceux de la glace, et comment nous avons determine des parametres physico-chimiques importants concernant l'incorporation des composes dans la glace.

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Denux, Francis. "Diffusion du signal isotopique dans le névé et dans la glace : Implication pour l'échantillonnage". Grenoble 1, 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10254.

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Un modèle amélioré de diffusion du signal isotopique dans le névé est établi après étude de l'influence du coefficient de diffusion de la vapeur d'eau, de la variabilité de la densité, de la tortuosité, de la température et de son gradient. Ce nouveau modèle est testé depuis la surface jusqu'a la profondeur du close-off en antarctique et au Groenland. Pour la plupart des sites du Groenland, les variations saisonnières de la composition en isotope survivent a la diffusion dans le névé. Les résultats du modèle de diffusion dans le névés sont ensuite utilisés dans un modèle de diffusion dans la glace pour estimer la profondeur de disparition des cycles saisonniers pour le Groenland et des cycles présents au close-off pour les sites d'Antarctique. Le couplage des modèles de diffusion dans le névé et dans la glace permet alors une interprétation des fortes variations de courtes longueurs d'ondes observées dans le névé profond de Pôle Sud et dans la glace pour Dôme C et Vostok. Enfin, l'étude de la diffusion de signaux synthétiques comprenant des cycles à différentes longueurs d'ondes permet d'estimer, en fonction de la profondeur, les longueurs d'ondes susceptibles de survivre à la diffusion et de déterminer des consignes d'échantillonnage des carottes de glace

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Haan, Denis. "Teneurs en monoxyde de carbone de l'air contenu dans la glace de l'Antarctique et du Groenland". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00754243.

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Le monoxyde de carbone (CO) est présent à l'état de trace dans l'atmosphère, il participe à de nombreuses réactions chimiques qui affectent la composition atmosphérique et le climat. Dans le cadre de cette étude, une méthode expérimentale a été mise au point pour extraire le gaz piégé dans la glace ancienne et analyser sa concentration en CO. L'extraction du gaz par fusion et regel de l'échantillon de glace apparaît comme étant la méthode la mieux adaptée à l'étude du CO contenu dans la glace. Des tests "blanc" réalisés à partir de glace artificielle montrent que cette méthode est efficace (pas de contamination en CO détectable) à condition de nettoyer préalablement la surface de l'échantillon. Il reste à déterminer dans quelle mesure ces observations faites sur la glace artificielle peuvent être extrapolées à la glace naturelle. Il semble que ce soit le cas pour la glace antarctique dont le comportement au cours d'un cycle de fusion-regel est similaire à celui de la glace artificielle. Par contre, le cas de la glace du Groenland paraît plus complexe, car elle semble induire, dans certaines sections de carotte, une contamination supplémentaire liée vraisemblablement à des processus in situ de production de CO. La méthode d'extraction par fusion-regel a été appliquée à un nombre important d'échantillons provenant de carottes antarctiques et groenlandaises. Pour la première fois, une interprétation en terme de signal atmosphérique a pu être apportée pour des échantillons couvrant les deux derniers siècles. Ainsi, l'analyse des carottes Eurocore (Groenland) et D47 (Antarctique) nous a pennis de retracer l'évolution au cours de la période 1850-1950 de la concentration en CO aux hautes latitudes. Une augmentation d'environ 20% des teneurs en CO apparaît, au cours de cette période, dans l'hémisphère nord, en phase avec l'évolution des sources anthropiques de CO telles que la combustion du charbon et la consommation des carburants liquides. Au cours de la période 1850-1916, l'Antarctique se caractérise, en revanche, par une relative stabilité des teneurs en CO qui suggère que les hautes latitudes sud sont restées influencées, pendant au moins la première partie de l'ère industrielle, par la prédominance de sources naturelles de CO. A partir d'un scénario d'évolution des sources, nous avons montré que ces résultats présentent des implications importantes dans la compréhension du cycle atmosphérique du CO. Ils suggèrent en effet que des sources anthropiques de CO doivent déjà être prises en compte pour la période pré-industrielle, ce qui constitue une contrainte importante pour les modèles. En marge de ces résultats, l'étude de la partie basse de la carotte Eurocore suggère la possiblité d'interactions physico-chimiques au sein de la glace pouvant modifier le signal atmosphérique originel. Le profil de concentration en CO, présente en effet dans cette partie de la carotte, une variabilité importante qui ne peut pas être a priori expliquée par la modification des sources et des puits de CO. L'existence de mécanismes d'oxydation de la matière organique contenue dans la glace pourrait être à l'origine des variations observées sur ces niveaux. La similitude du profil de CO avec celui du CO2 dans cette partie de la carotte semble confirmer cette hypothèse.

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Le, clec'h Sébastien. "Sensibilité et rétroactions de la calotte groenlandaise face à des changements climatiques passé et futur". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV003/document.

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Resumen

L’évolution future de la calotte groenlandaise est une préoccupation sociétale majeure de par sa contribution potentielle à la remontée du niveau marin global. Elle est contrôlée par la dynamique de la glace et les conditions climatiques. Sa modélisation est un véritable défi à cause du manque de données disponibles à l’échelle de la calotte, et des processus d’interactions climat-calotte à très fine échelle. Pour mieux comprendre le rôle du Groenland dans le système climatique, j’ai d’abord développé une méthode d’inversion pour obtenir des conditions initiales fiables du modèle de glace GRISLI.J’ai ensuite appliqué cette procédure au couplage de GRISLI avec un modèle atmosphérique régional (MAR). J’ai alors montré que la représentation des interactions atmosphère – calotte est essentielle pour ne pas sous-estimer la remontée du niveau marin dans les projections pluri-centennales. Enfin, nous avons appliqué ces modèles au dernier interglaciaire (130 – 115 ka), période chaude au cours de laquelle le niveau marin était 6-9 m plus haut qu’à l’actuel. Ce travail montre que l’apport de la régionalisation des champs atmosphériques grande échelle est nécessaire pour la représentation des interactions climat – calottes
The evolution of the Greenland ice sheet in the future is a major societal issue, given its potential contribution to global sea level rise. The ice sheet is controlled by ice dynamics and climate conditions. Its modelling is a challenge due to the lack of data covering the whole ice sheet and the fine scale of the interaction processes between the ice sheet and the atmosphere. To improve our understanding of the role of the Greenland ice sheet in the climate system, I have first developed an inverse method to obtain appropriate initial conditions for the GRISLI ice sheet model. I then applied this procedure for coupling the MAR regional atmospheric model to GRISLI. I have shown that representing atmosphere – ice sheet interactions at fine scales is essential to avoid underestimating global sea level rise in multi-centennial future projections. Finally, I have used the same models to study the last interglacial (130 – 115 ky BP), which is a warm period during which the sea-level was 6 to 9 m higher than today. My work shows that downscaling large scale model outputs at the regional scale is required to represent climate – ice sheet interactions

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Shin, Jinhwa. "Millennial-scale atmospheric CO2 variations during the Marine Isotope Stage 6". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU006/document.

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Resumen

L’objectif principal de cette thèse était de comprendre la variabilité millénaire du CO2 atmosphérique durant le stade isotopique marin 6 (Marine Isotope Stage 6, MIS 6), l’avant dernière période glaciaire (185-135 ka BP). Durant la première partie de la période MIS 6 (185-160 ka BP), 6 oscillations climatiques millénaires peuvent être observées dans des indicateurs de la température antarctique, du phénomène de bascule bipolaire dans la région Atlantique Nord et de l’intensité des moussons des basses latitudes. Un cycle hydrologique intensifié et des vêlages d’iceberg dans l’Atlantique Nord pourraient avoir impacté la circulation atlantique méridionale de retournement (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) durant MIS 6 (Margari et al., 2010). La reconstruction de CO2 atmosphérique à partir des carottes antarctiques peut fournir des informations clés sur le lien entre CO2 atmosphérique et variabilité climatique millénaire. Cependant, les enregistrements existants du CO2 à partir de la carotte de glace de Vostok ne montrent pas de variabilité millénaire du fait de trop mauvaises résolution et précision.Pour examiner comment le CO2 atmosphérique est lié avec le changement climatique sur les échelles de temps millénaires pendant le MIS 6, nous avons analysé 150 échantillons de CO2 atmosphérique obtenus à partir de la carotte EPICA Dome C (EDC) sur la période 189.4-135.4 ka BP. Une oscillation mineure et 5 oscillations majeures du CO2 atmosphérique pendant la première partie de la période du MIS 6 (189-160 ka BP) ont été découvertes. Cette variabilité est très liée avec la température antarctique. Pendant les périodes stadiales courtes dans l’Atlantique Nord, les variations de CO2 atmosphérique sont négligeables et découplées avec la variabilité de la température antarctique. Durant ces périodes, la force de l’upwelling dans l’océan austral pourrait ne par être suffisante pour impacter le CO2 atmosphérique. De plus, 2 modes de variations du CO2 sont présentes pendant la période du MIS 6. Le maximum de dioxyde de carbone 6 (carbon dioxide maxima 6, CDM 6) suit le réchauffement rapide de l’hémisphère Nord de seulement 100±360 ans, alors que les retards pour les CDM 3 et 4 sont bien plus longs, 1 100±280 ans en moyenne. Ces deux modes de variation du CO2 pourraient être liés à un changement de mode de l’AMOC de la première partie du MIS 6 au MIS 6.5. Ces deux phénomènes sont aussi observés pendant la dernière période glaciaire. Cependant, les données disponibles permettent seulement une discussion exploratoire des mécanismes responsables de la variabilité du CO2 pendant MIS 6. Comme les conditions aux limites de la dernière période glaciaire ne peuvent pas être appliquées au MIS 6, des données supplémentaires et des études par modélisation du MIS 6 sont nécessaires
The main objective of this thesis is to understand the millennial variability of atmospheric CO2 during the Marine Isotope Stage 6 (MIS 6), the penultimate glacial, period (185─135 kyr BP). During the early MIS 6 period (185-160 kyr BP), 6 millennial-scale climate oscillations can be observed in proxy records of Antarctic temperature, the bipolar see-saw phenomenon in the North Atlantic region, and Monsoon intensity in low latitudes. An intensified hydrological cycle and iceberg calving in the North Atlantic may have impacted on the Atlantic Meridional Overturning Circulation during MIS 6 (Margari et al., 2010). Atmospheric CO2 reconstructions from Antarctic ice cores can provide key information on how atmospheric CO2 concentrations are linked to millennial-scale climate changes. However, existing CO2 records from the Vostok ice core do not show the millennial variability due to the lack of suitable temporal resolution and precision. To understand atmospheric CO2 variability during MIS 6, a precision of less than 2 ppm is mandatory, because there is a possibility that we could observe small CO2 variability of less than 5 ppm during the smaller Antarctic isotope maxima events as observed during the last glacial period (Ahn and Brook, 2014; Bereiter et al., 2012).To investigate how atmospheric CO2 is related with climate change on millennial time scales during MIS 6, we reconstructed 150 samples of atmospheric CO2 data from the EPICA Dome C (EDC) ice core during the MIS 6 period (189.4─135.4 kyr BP). One minor and five major variabilities of atmospheric CO2 during the early MIS 6 period (189─160 kyr BP) were found. These variabilities are highly matched with Antarctic temperature. During the short stadials in the North Atlantic, atmospheric CO2 variations are negligible and decoupled with temperature variations in Dome C. During this period, the strength of upwelling in the southern ocean might not be sufficient to impact on atmospheric CO2. In addition, 2 modes of CO2 variations are present in the MIS 6 period. Carbon dioxide maxima (CDM) 6 lags abrupt warming in the Northern Hemisphere by only 100±360 yrs, while the lags for CDM 3 and 4 are much longer, 1,100±280 yrs on average. Theses 2 modes of CO2 variations might be related with a mode change of AMOC from the earliest MIS 6 to MIS 6.5. These two phenomena also are observed during the last glacial period. However, the limited available proxy data permit only an exploratory discussion of the mechanisms responsible for CO2 variability during MIS6. Because the boundary conditions of the last glacial period cannot be applied to MIS 6, additional proxy data and multiple modelling studies conducted during MIS 6 period are needed

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Mangeney, Anne. "Modélisation de l'écoulement de la glace dans les calottes polaires : prise en compte d'une loi de comportement anisotrope". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781625.

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Resumen

La glace s'écoule par déformation plastique sous l'effet de la gravité, ainsi que par glissement sur le lit rocheux lorsque la température locale est proche du point de fusion. Les essais mécaniques en laboratoire et les mesures de déformation in-situ ont mis en évidence la forte anisotropie viscoplastique des glaces polaires profondes. Pour étudier l'influence de cette anisotropie sur l'écoulement, nous avons développé un modèle numérique original et robuste résolvant le système complet des équations mécaniques. Les résultats montrent que le comportement anisotrope de la glace modifie significativement l'écoulement dans les calottes polaires et la datation des carottes glaciaires. Pour des "calottes polaires" isothermes, la surface obtenue dans le cas anisotrope est plus plate que dans le cas isotrope et les vitesses de déformation en cisaillement sont plus fortes et plus concentrées à la base du glacier. L'autre résultat important est que l'écoulement de la glace anisotrope est moins sensible aux variations de la topographie du socle. La glace est accélérée sur les bosses et se trouve être plus stagnante dans les creux du relief . Dans les trous, l'âge de la glace profonde peut être sous-estimé d'un facteur 2 lorsque l'anisotropie n'est pas prise en compte. Parallèlement au modèle complet, nous avons développé un modèle basé sur l'approximation de la couche mince que nous avons formulé, pour la première fois, dans le cas anisotrope. En comparant les résultats de ce modèle avec ceux obtenues à partir du modèle complet, nous montrons que cette approximation représente bien l'écoulement de la glace sur un socle plat dans les cas isotrope et anisotrope, mais n'est pas capable de décrire correctement l'écoulement anisotrope sur un socle perturbé.

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Hong, Sungmin. "Les métaux lourds dans la glace du Groenland datant de l'époque gréco-romaine et du dernier cycle climatique : contribution anthropique et naturelle". Phd thesis, Grenoble 1, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00762345.

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Ramirez, Edson. "Interprétation de la varaibilité climatique. Enregistrée dans les carottes de glace à partir des isotopes stables de l'eau : cas des Andes tropicales". Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066574.

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Loulergue, Laetitia. "Contraintes chronologiques et biogéochimiques grâce au méthane dans la glace naturelle : une application aux forages du projet EPICA". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00329799.

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Resumen

Alors que le troisième millénaire vient à peine de commencer, il devient de plus en plus évident que les comportements humains ont des impacts directs et indirects sur le système climatique terrestre. Face à ce constat, l'objectif prioritaire est d'améliorer les simulations numériques des modifications futures du climat et de leurs conséquences. Une partie de la réponse se trouve dans l'exploration du passé.

L'air extrait des glaces polaires du Groenland et de l'Antarctique constitue un véritable témoin des évolutions passées de l'atmosphère de notre planète. L'exploitation des données issues des carottes de glace a mis en évidence une forte corrélation entre les teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre (CO2, CH4, N2O) et la température depuis des centaines de milliers d'années. Ces études ont par ailleurs révélé que les concentrations élevées en gaz à effet de serre aujourd'hui n'ont pas d'équivalent sur les derniers 650'000 ans, dans la limite de résolution des analyses. Enfin, elles offrent l'opportunité de mieux comprendre le lien entre climat et cycles biogéochimiques, responsable des variations passées de ces gaz et susceptible de rétroagir sur le climat futur.

Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à analyser à haute résolution temporelle le méthane piégé dans les bulles d'air des récents forages antarctiques EPICA, à Dôme C et à Dronning Maud Land. Ces analyses nous ont permis ensuite (i) de conceptualiser les causes du lien méthane/climat au cours des derniers 800'000 ans et (ii) d'améliorer la chronologie des gaz piégés dans la glace, tout en discutant la séquence des événements climatiques entre les deux hémisphères.

Nous concluons que la modulation à basse fréquence des niveaux de méthane est probablement liée à la variabilité de la mousson asiatique et au déplacement de la zone de convergence intertropicale. A cette modulation se superpose l'apport des zones humides des hautes latitudes lors des transitions glaciaires-interglaciaires. A l'échelle millénaire, au cours des huit dernières périodes glaciaires, nous montrons l'omniprésence d'une variabilité climatique rapide et la persistance probable d'un mécanisme de bascule bipolaire, redistribuant l'énergie entre les deux pôles et au sein des forages antarctiques.

Le calcul de la différence d'âge entre les bulles d'air et la glace environnante (delta âge) est entaché de larges erreurs pour les conditions climatiques passées. Grâce à la synchronisation des signaux de méthane entre les carottes EPICA, et en utilisant l'anomalie de béryllium-10 associé à l'événement géomagnétique de Laschamp, nous avons pu ré-évaluer ce delta âge et montrer une forte surestimation par le modèle de densification du névé pendant la dernière période glaciaire. Ceci nous conduit à réviser à la baisse le retard du dioxyde de carbone sur la température antarctique en début de transition glaciaire-interglaciaire. Les causes exactes de cette surestimation du delta âge en conditions glaciaires restent indéterminées au terme de la thèse ; mais elles impliquent très probablement à la fois les incertitudes sur les paramètres climatiques d'entrée du modèle (température, accumulation) et la physique de la densification du névé en conditions glaciaires.

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Herreros, Julien. "Interprétations sur le dernier siècle du profil isotopique de l'eau dans deux carottes de glace andines (Coropuna, Pérou, 15°s et San Valentin, Chili, 46°s)". Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20026/document.

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Resumen

Ce travail de thèse est centré sur l'analyse des compositions isotopiques de la glace (d18O et dD) de deux nouvelles carottes de glace longues provenant des régions subtropicale et tempérée des Andes. La première carotte, longue de 42m, a été extraite en 2003 au col du glacier Coropuna au Pérou (72°39'W, 15°32'S, 6425m) et la deuxième de 122m au sommet du glacier San Valentin au Chili (46°35'S, 73°19'W, 4032m) en 2007. L'étude a porté sur la représentativité du signal isotopique comme archive du climat sur le dernier siècle, correspondant à la totalité de la carotte du Coropuna et les 70 premiers mètres au San Valentin, dans deux régions climatiques différentes. Nous avons observé que les enregistrements des signaux isotopiques sont affectés par des processus de post-dépôt. Au col du Coropuna, le signal est lissé par homogénéisation en dessous de 3m de profondeur à cause de la percolation d'eau de fonte et de la diffusion isotopique via un flux de vapeur, et aucune interprétation climatique n'est possible à partir du signal isotopique. Au so mmet du San Valentin, les vents forts, présents toute l'année, érodent et/ou redistribuent la majorité des précipitations annuelles en créant certainement des hiatus sur une voire plusieurs années ou, au contraire, des dépôts exceptionnels de plusieurs mètres. Ces conditions rendent l'identification des cycles isotopiques annuels difficile et aucune relation entre les isotopes et les paramètres climatiques n'a pu être établie due à une datation très incertaine
This work is focused on the analyses of two new isotopic records (d18O and dD) from Andean ice cores in the subtropics and temperate latitudes. The first 42 m-long ice core was extracted in 2003 from the saddle of Coropuna glacier in Peru (72°39'W, 15°32'S, 6425 m), and the second 122 m-long core in 2007 from the San Valentin summit in Chile (46°35'S, 73°19'W, 4032 m). The isotopic signals were investigated for their suitability as climate archives over the last century, covering the 42 m-long ice core from Coropuna and the first 70 meters of the core from San Valentin, in two different climatic regions. We observed that the isotopic records are affected by post-depositional processes. At the saddle of Coropuna, isotopic homogenization occurs below 3 m as a result of meltwater percolation and isotopic diffusion, and thus the climatic interpretation is not possible. At the San Valentin summit, removal and/or re-deposition of snow by strong winds occurring throughout the year may create a lack of one or more annual snow layers or, on the other hand, may cause unexpected deposits of several meters. Due to these potential conditions, we cannot always identify the annual isotopic cycles and the isotopes histories show no significant correlation with the climatic parameters because of an uncertain dating

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Loulergue, Laetitia. "Contraintes chronologiques et biogéochimiques grâce au méthane dans la glace naturelle : une application aux forages du projet EPICA". Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10299.

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Resumen

Alors que le troisième millénaire vient à peine de commencer, il devient de plus en plus évident que les comportements humains ont des impacts directs et indirects sur le système climatique terrestre. Face à ce constat, l'objectif est d'améliorer les simulations numériques des modifications futures du climat et de leurs conséquen la réponse se trouve dans l'exploration du passé. L'air extrait des glaces polaires du Groenland et de l'Antarctique constitue un véritable témoin des évolutions passées de l'atmosphère de notre planète. L'exploitation des données issues des carottes de glace a mis en é corrélation entre les teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre (COz, CH4, NzO) et la température depuis des centaines de milliers d'années. Ces études ont par ailleurs révélé que les concentrations élevées en gaz aujourd'hui n'ont pas d'équivalent sur les derniers 650'000 ans, dans la limite de résolution des analyses. Enfin, elles offrent l'opportunité de mieux comprendre le lien entre climat et cycles biogéochimiques, responsable des variations passées de ces gaz et susceptible de rétroagir sur le climat futur. Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à analyser à haute résolution temporelle le méthane piégé dans les bulles d'air des récents forages antarctiques EPICA, à Dôme C et à Dronning Maud Land. Ces analyses nous ont permis ensuite (i) de conceptualiser les causes du lien méthane/climat au cours des derniers 800'000 ans et (ii)d'améliorer la chronologie des gaz piégés dans la glace, tout en discutant la séquence des événements climatiqt hémisphères. Nous concluons que la modulation à basse fréquence des niveaux de méthane est probablement liée à mousson asiatique et au déplacement de la zone de convergence intertropicale. A cette modulation l'apport des zones humides des hautes latitudes lors des transitions glaciaires-interglaciaires. A l'échelle millénaire, au cours des huit dernières périodes glaciaires, nous montrons l'omniprésence d'une variabiliité climatique et la persistance probable d'un mécanisme de bascule bipolaire, redistribuant l'énergie entre les deux poles et au sein des forages antarctiques. Le calcul de la différence d'âge entre les bulles d'air et la glace environnante (delta âge) est entaché pour les conditions climatiques passées. Grâce à la synchronisation des signaux de méthane entre les carottes Epica, en utilisant l'anomalie de béryllium-lO associé à l'événement géomagnétique de Laschamp, nous avons ce delta âge et montrer une forte surestimation par le modèle de densification du névé pendant 1; glaciaire. Ceci nous conduit à réviser à la baisse le retard du dioxyde de carbone sur la température al de transition glaciaire-interglaciaire. Les causes exactes de cette surestimation du delta âge en co restent indéterminées au terme de la thèse; mais elles impliquent très probablement à la fois sur les paramètres climatiques d'entrée du modèle (température, accumulation) et la physique de la densification du névé en conditions glaciaires.

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Erbland, Joseph. "Contraintes isotopiques sur l'interprétation de l'enregistrement en nitrate dans la carotte de glace de Vostok". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638761.

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Resumen

L'ion nitrate (NO3-) présent dans les neiges Antarctiques est issus de l'oxydation des oxydes d'azote (NOx = NO + NO2) dans l'atmosphère. Aux sites de faible accumulation de neige tels que Vostok et Dôme C sur le plateau de l'Est de l'Antarctique, le nitrate n'est pas piégé de manière ultime dans la neige, ce qui limite fortement l'interprétation des enregistrements en nitrate dans les carottes de glace. Des mesures récentes de la composition isotopique en azote du nitrate (δ15N) montrent des valeurs extrêmement élevées (+339‰) dans les premiers décimètres de la neige de Dôme C. Ces valeurs ont été attribuées à la photolyse du nitrate et au recyclage important qui en résulte. Le nitrate possède, par ailleurs, une anomalie isotopique en oxygène (Δ17O) qui permet de tracer l'activité de l'ozone (O3) au cours de sa formation. Ce travail de thèse présente le premier enregistrement de la composition isotopique complète du nitrate (δ15N, Δ17O et δ18O) dans une carotte de glace : la carotte de glace de Vostok dont les 64 échantillons analysés couvrent une période de 150 000 ans. Ce jeu de données a été complété par 313 échantillons collectés entre 2007 et 2010 dans le continuum atmosphère/givre/neige au Dôme C ainsi que dans 21 puits de neige prélevés dans une zone couvrant l'essentiel de l'Est de l'Antarctique. L'analyse isotopique de ces échantillons modernes a permis de contraindre le modèle conceptuel TRANSITS développé au cours de cette thèse et dont le but est de représenter le recyclage du nitrate à l'interface entre l'atmosphère et la neige ainsi que son impact sur la composition isotopique du nitrate archivé. Les valeurs positives et élevées du δ15N du nitrate piégé dans la carotte de glace de Vostok montrent que le recyclage du nitrate a toujours eu lieu sur le plateau Antarctique au cours de la période étudiée. Les variations du flux primaire de nitrate reçu au site de Vostok estimées à l'aide du modèle TRANSITS montrent, en périodes glaciaires, un flux primaire plus important qui pourrait être lié à une dénitrification stratosphérique plus conséquente. Les valeurs de Δ17O du nitrate montrent que l'incursion d'ozone d'origine stratosphérique dans la troposphère était plus fréquente en périodes glaciaires. Nous proposons enfin que les résultats acquis dans le cadre de cette thèse pourraient permettre de mieux contraindre le cycle de l'azote sur la côte Antarctique et d'apporter des éléments d'interprétation des enregistrements en nitrate dans les carottes de glace de sites de plus forte accumulation de neige (au Groenland par exemple).

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Marteel, Alexandrine. "Evolution naturelle des éléments présents à l'état de traces (métaux lourds, métalloides, terres rares (REE) et isotopes du plomb) dans la carotte de glace EPICA/Dome C (Antarctique de l'Est) de 263,000 à 671,000 ans avant nos jours". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00223892.

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Resumen

L'étude du climat implique nécessairement la collecte et le traitement d'une grande quantité de données obtenues par l'analyse d'archives climatiques telle que les carottes de glace. Dans ce contexte, ce travail présente le plus long enregistrement jamais obtenu d'éléments crustaux, métaux, métalloïdes, terres rares, mercure et isotopes du plomb. Cet enregistrement a été possible grâce à un forage récent réalisé en Antarctique de l'Est permettant d'obtenir une carotte de glace profonde (EPICA/Dome C, 3270 m). Ces éléments ont été étudiés dans de nombreuses sections de la carotte de glace EPICA/Dome C de 263 000 à 671 000 ans avant nos jours.

L'analyse d'éléments crustaux, métaux, métalloïdes, terres rares, mercure ont été réalisées grâce à un spectromètre de masse à secteur magnétique couplé à un plasma induit. La caractérisation des isotopes du plomb et l'analyses de methylmercure et mercure inorganique ont quant à elles étaient rendues possible par l'utilisation d'un spectromètre de masse à ionisation thermique et d'un spectromètre de masse à temps de vol couplé à un plasma induit. Ces analyses ont toutes été effectuées en salle blanche.

L'étude des éléments crustaux (V, Cr, Mn, Fe, Co, Rb, Ba et U) a permis de quantifier les variations naturelles des flux de ces éléments dans les glaces de l'Antarctique de l'Est de 263 000 à 671 000 ans avant nos jours. On a remarqué de fortes variations naturelles de concentration et de flux au cours de ces 6 cycles climatiques, avec des flux de retombées plus faibles pendant les périodes chaudes (interglaciaires) et des flux plus fort pendant les périodes froides (maxima glaciaires). De plus, ces apports augmentent brutalement en Antarctique de l'Est quand δD ≤ - 430‰.

Pour la première fois, les terres rares ont pu être analysées dans une carotte de glace profonde. Les variations temporelles et la provenance des terres rares, d'origine crustale, dans l'Antarctique de l'Est ont été étudiées de 263 000 à 671 000 ans avant nos jours. Ainsi, l'origine géographique des éléments crustaux pendant les périodes glaciaires et interglaciaires a été précisée grâce à la comparaison de données de terres rares obtenues dans la carotte EPICA/Dome C et celles provenant de régions potentielles d'origine des aérosols de l'hémisphère austral. L'Australie et la province de Córdoba apparaissent comme étant les sources dominantes à part égales sur le plateau de l'Antarctique de l'Est au cours des maxima glaciaires peu prononcés (MIS 12.2, 12.4 et 14.2). Différemment, les maxima glaciaires plus prononcés (MIS 8.2, MIS 10.2, 10.4 et16.2) montrent des ratios différents : ces éléments crustaux proviennent à 80-90% de la région de Cordoba et à 20-10% de l'Australie. Pendant les périodes interglaciaires, l'Amerique du Sud (Argentine du Sud, Argentine Centrale, et peut-être la Patagonie), les montagnes Transantarctiques (glacier Koettkitz) et l'Australie apparaissent comme étant les sources dominantes au Dome C.

Les concentrations des métaux et des métalloïdes ont été mesurées de 263 à 671 ka BP afin d'examiner la variabilité à long-terme de ces éléments, d'évaluer les contributions de sources naturelles et les modes de transport. De fortes variations naturelles de concentration et de flux au cours de ces 6 cycles climatiques ont été observées, avec des flux de retombées plus faibles pendant les périodes chaudes (interglaciaires) et des flux plus fort pendant les périodes froides (maxima glaciaires). Cependant, certains métaux varient plus que d'autres. En particulier, l'approche isotopique du plomb apporte une contribution importante dans l'interprétation des variations de compositions de poussières d'origine crustale en Antarctique.

Finalement, pour la première fois, le mercure total, le methylmercure et le mercure inorganique ont été mesurés dans une carotte de glace profonde. Cette analyse montre des concentrations qui varient considérablement au cours des derniers 671 000 ans, avec de faibles valeurs pendant les interglaciaires et de fortes valeurs pendant les périodes les plus froides. L'analyse de ces éléments a permis de déterminer les variations en paleoproductivité océanique et de mieux comprendre les procédés de dépôts de mercure au cours des derniers 671 000 ans.

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Servettaz, Aymeric. "Deux mille ans d’évolution de la température sur le plateau Est-Antarctique reconstruits à partir des isotopes stables de l’eau et des gaz inertes de la carotte de glace d’Aurora Basin North". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ005.

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Resumen

L’Antarctique joue un rôle majeur dans le climat de la Terre, car le gradient de température entre l’équateur et les pôles contrôlent la circulation atmosphérique. L’Antarctique est également utile pour comprendre la variabilité du climat, puisque les informations préservées dans la glace peuvent complémenter les observations récentes. Cependant, l’emplacement des forages de carotte de glace sont irrégulièrement répartis sur le continent, et les reconstructions de température sur le plateau Est-Antarctique sont entravées par la faible résolution temporelle résultant d’une trop faible accumulation de neige à haute altitude. Nous présentons ici de nouvelles reconstructions de température à partir de la carotte de glace d’Aurora Basion North (ABN, 77°S, 111°E, 2700 m d’altitude). D’abord, nous utilisons le Modèle Atmosphérique Régional (MAR) pour caractériser le climat récent à ABN, et montrons que les événements de précipitation sont intermittents, et sont marqués par une température 2°C supérieure à la moyenne. Les événements de fortes précipitations sont enregistrés dans les isotopes de l’eau, avec des valeurs de δ18O avoisinant les valeurs estivales, même en hiver, comme l’attestent des mesures dans la neige et le modèle atmosphérique ECHAM5-wiso, qui est équipé avec les isotopes de l’eau. Les précipitations sont systématiquement associées avec un blocage atmosphérique sur la côte de Wilkes Land, au nord-est d’ABN, et ces blocages sont favorisés par les phases négatives du Southern Annular Mode (SAM), le principal mode de variabilité dans le climat de l’hémisphère Sud. Par conséquent, les phases positives du SAM sont marquées par des température froides à ABN, mais pas nécessairement par un δ18O faible, car les précipitations peuvent être réduites. La température reconstruite à partir de la carotte forée à ABN, qui fait 300 m et couvre 2000 ans, reste relativement stable, à ± 1°C de la température moyenne. Nous détaillons une deuxième reconstruction de température faite sur la même carotte, basée sur l’inversion de la température de trou de forage et des anciens gradients de température dans le névé, estimés avec les isotopes stables des gaz Ar et N2 piégés dans les bulles. Cette seconde reconstruction de température révèle deux périodes environ 3°C plus froides à ABN au cours des 2000 dernières années : de 300 à 550 EC, et de 1000 à 1400 EC. Cette anomalie froide médiévale est synchrone avec une phase positive du SAM, et n’a pas pu être identifiée à partir du δ18O seul. Cette étude souligne l’importance d’utiliser plusieurs indicateurs pour déterminer les variations passées de température, car le δ18O pourrait surreprésenter les événements chauds à forte précipitation
Antarctica is a major component in Earth’s climate system, as the equator to pole temperature gradient controls the characteristics of the general circulation of the atmosphere. Antarctica is also very useful to understand climate variability, as past climate information preserved in the ice may help extend the short observational records. However, the ice core drilling locations are unevenly spread across the glaciated continent, and the temperature reconstructions from the high elevation East Antarctic plateau suffer from poor temporal resolution, because low snow accumulation hampers our interpretation of water isotopes. Here, we present new temperature reconstructions from the Aurora Basin North (ABN, 77°S, 111°E, 2700 masl) ice core. First, we use the regional atmospheric model MAR to characterize the recent climate at ABN, and show that precipitation events are intermittent, and occur under temperature 2°C warmer than average. The large precipitation events are marked in the snow isotopes with δ18O values on par with summer levels, even during the winter, as attested by snow measurements and the isotope-enabled atmospheric model ECHAM5-wiso. Precipitations are consistently associated with a blocking on the Wilkes Land coast, North-East of ABN, and the blockings are more likely to occur during negative phases of the Southern Annular Mode (SAM), the main mode of variability in the southern hemisphere climate. Consequently, SAM positive phases are marked by cold temperatures at ABN, but not necessarily low δ18O, as precipitations may be weakened. The temperature reconstructed from the δ18O in the 300-m-deep, 2000-year ice core drilled at ABN supports stable conditions, with a temperature remaining within a ± 1°C range. We present a second temperature reconstruction from the same core, based on the inversion of borehole temperature and past firn temperature gradients, estimated with the stable isotope composition of Ar and N2 gases trapped in bubbles. This second temperature reconstruction, representative of changes in the snow, suggests that temperature at ABN was about 3°C colder during two periods of the last 2000 years: from 300 to 550 CE, and from 1000 to 1400 CE. This medieval cold anomaly is concurrent with a positive SAM phase, and could not be identified from the δ18O alone. This work highlights the importance of using multiple proxies to determine past temperature variability in Antarctica, as δ18O may be biased towards warm precipitation events

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Durand, Gaël. "Microstructure, recristallisation et déformation des glaces polaires de la carotte EPICA, Dôme Concordia, Antarctique". Phd thesis, Grenoble 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701364.

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Les carottes de glace sont un fantastique outil d'étude du climat de notre planète. Récemment, le projet européen EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) a permis d'extraire une carotte au Dôme Concordia en Antarctique (75◦06′ S; 123◦21′E). Les premières études montrent que les 740000 dernières années de notre histoire climatique y sont enregistrées. Dans ce manuscrit est présentée une étude de l'évolution de la microstructure (réseau de joints de grain) le long de la carotte de Dôme Concordia. Dans une premiére partie, nous nous concentrons sur l'évolution de la taille moyenne des grains qui présente de fortes variations synchrones avec les transitions climatiques. L'analyse des paramètres de la distribution de taille ainsi que les corrélations entre taille de grain moyenne et contenu en impuretès montrent que les particules de poussière ralentissent considérablement la croissance normale au cours des périodes Glaciaires, expliquant ainsi les variations observées. Le développement puis l'utilisation d'un modèle en champ moyen d'évolution de la taille de grain confirme quantitativement ce résultat et nous permet d'examiner le rôle des bulles, des clathrates et de la recristallisation par rotation sur la taille moyenne des grains. La géométrie de la microstructure est également le révélateur de la déformation subie par les couches de glace. Utilisant une technique d'analyse initialement développée pour l'étude du champ de déformation dans les mousses et adaptée au cas de la glace, il est apparu que nos mesures sont en contradiction avec deux des hypothèses généralement admises sur l'écoulement de la glace à un dôme : (i) le cisaillement n'est pas nul et sa valeur augmente avec la profondeur, (ii) la déformation verticale n'est pas homogène (certaines couches s'amincissent plus rapidement que leurs voisines). Les modèles de datation classiquement utilisés en glaciologie utilisent ces hypothèses, ce qui soulève quelques questions quant à leur validité. Nous nous sommes alors interrogès sur l'impact des hétérogénéités de déformation verticale sur la datation et tout particulièrement sur l'estimation de la durée d'évènements brefs.

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Fabre, Adeline. "Modélisation 3D de l'écoulement des calottes glaciaires : application à la calotte du Groenland et aux calottes de l'hémisphère nord au dernier maximum glaciaire". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10014.

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Le systeme climatique terrestre est forme de plusieurs composantes qui interagissent etroitement (atmosphere, calottes de glace, oceans, lithosphere et biosphere). La modelisation numerique permet d'etudier ces interactions. Dans ce travail, l'ecoulement de plusieurs calottes glaciaires est modelise et on s'attache particulierement a l'etude de leurs interactions avec l'atmosphere. Celles-ci sont determinees par l'altitude de la surface de la calotte, les temperatures en surface et l'accumulation. Un modele 3d d'ecoulement de calotte glaciaire, developpe au sein de l'equipe modelisation du lgge, est presente. Il est teste sur une calotte theorique dans le cadre d'un projet europeen d'intercomparaison de modeles. Il est ensuite applique a la calotte du groenland, en simulant la reponse de la calotte sous des climats differents du climat actuel et en etudiant son evolution au cours du dernier cycle interglaciaire-glaciaire. La sensibilite du modele a la parametrisation de l'accumulation est mise en evidence. Le modele est enfin applique a la reconstruction des calottes de glace presentes dans l'hemisphere nord (laurentide et fennoscandie) au dernier maximum glaciaire (il y a environ 21 000 ans). Trois methodes sont utilisees pour calculer les conditions climatiques en entree du modele. Dans les deux premieres, ces conditions sont determinees par une parametrisation calibree sur les valeurs actuelles: les resultats ainsi obtenus ne sont pas satisfaisants. La troisieme methode utilise les temperatures en surface et les precipitations issues de simulations du climat du dernier maximum glaciaire, realisees avec le modele de circulation generale de l'atmosphere du lmd. Le couplage entre les deux modeles necessite un traitement de donnees complexe, mais les calottes obtenues sont en meilleur accord avec les donnees geologiques sur l'extension et l'epaisseur des calottes a cette epoque

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Pivot, Sébastien. "Utilisation du chlore-36 dans les glaces d'Antarctique : applications aux essais nucléaires marins et reconstructions de l'activité solaire et du champ géomagnétique passés". Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0118.

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La production des isotopes cosmogéniques tels que le 10Be et le 36Cl dans l’atmosphère est modulée par la variabilité des champs magnétiques du Soleil et de la Terre. Après leur production, ils sont déposés dans différents réservoirs, comme les calottes polaires. La mesure de leurs concentrations dans la glace permet de donner des informations sur l’activité solaire et géomagnétique passée. Durant cette thèse, 445 échantillons de 36Cl ont été préparés pour 3 sites en Antarctique, à savoir Vostok, Dôme C et Talos Dôme, couvrant des périodes de temps différentes, et comparés avec les mesures de 10Be sur les mêmes échantillons. Les mesures de Vostok couvrent la période récente des essais nucléaires marins et met en évidence la mobilité post-dépôt du 36Cl sous forme gazeuse, qui contraste avec une phase immobile conservée dans le manteau neigeux. Cela est également observé à Dôme C avec la perte de plus de 75% du signal de 36Cl pour le dernier millénaire. Cette mobilité n’est pas observée à Talos Dôme car l’accumulation de neige est plus élevée, permettant de conserver le signal de 36Cl. Les mesures de 36Cl réalisées à Talos Dôme ont permis de détecter les trois derniers grands minima d’activité du Soleil de ces 700 dernières années, mais également de détecter l’excursion géomagnétique du Laschamp il y a 41 000 ans, période pendant laquelle l’intensité du champ magnétique terrestre était très faible, favorisant la production des isotopes cosmogéniques. Ces mesures réalisées pour la première fois en Antarctique permettent de montrer l’importance d’utiliser le 36Cl pour des reconstructions de l’activité solaire passée et géomagnétique en complément des mesures de 10Be
The production of cosmogenic isotopes such as 10Be and 36Cl in the atmosphere is modulated by the variability of the magnetic fields of the Sun and the Earth. After their production, both are transported and deposited into polar caps. The measurement of their concentrations in the ice makes it possible to provide information on past solar and geomagnetic activity. In this study, 445 samples of 36Cl were prepared from 3 Antarctic sites, i.e. Vostok, Dome C and Talos Dome, over different time periods and compared to 10Be data on the same samples. The measurements from Vostok cover the recent period of marine nuclear tests and highlight the post-deposition mobility of 36Cl in its gaseous form, as well as the presence of an immobile phase preserved in the snowpack. This is also observed at Dome C with the loss of more than 75% of the 36Cl signal for the last millennium. This mobility is not observed at Talos Dome because the snow accumulation is higher, allowing to keep the 36Cl signal. Measurements of 36Cl at Talos Dome allowed to detect the last three minima of Sun activity for the last 700 years, i.e. the Dalton, Maunder, and Spörer minima, but also to detect the Laschamp geomagnetic excursion 41 000 years ago, a period during which the intensity of the Earth's magnetic field was very low, favouring the production of cosmogenic isotopes. These measurements, carried out for the first time in Antarctica, confirm the importance of using 36Cl for reconstructions of past solar and geomagnetic activity in addition to the 10Be measurements

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Preunkert, Susanne. "History of European air pollution inferred from Alpine ice cores". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701204.

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La possibilité de reconstruire l'histoire de la pollution atmosphérique Européenne a été exploré au Col du Dôme (CDD) (4250 m d'altitude, Massif du Mont Blanc). Pour cela une carotte de 126 m a été analysé à haute résolution pour les ions majeurs, le F- et les carboxylates, et des mesures atmosphériques continues de l'aérosol effectuées sur le site (Observatoire Vallot). Ceci a montré que des informations atmosphériques peuvent être obtenues avec une résolution saisonnière à partir de la glace du CDD et ce au moins sur les 80 dernières années mais que des précautions sont à prendre pour tenir compte du fluage de la glace lors de l'interprétation de ces signaux en terme de changements atmosphériques. Les enregistrements "glace" montrent que les valeurs estivales de SO4 2- suivent l'évolution des émissions anthropiques de SO2 des pays situés à 1000 km autour des Alpes tandis qu'en hiver elles reflètent plus la contamination diffuse de la troposphère libre à l'échelle de l'Europe entière. En utilisant la relation "air/neige" obtenue à Vallot, les concentrations atmosphériques passées de SO4 2- ont été reconstituées et comparées aux simulations des modèles de chimie. Nous avons estimé que les émissions naturelles représentent environ 20% des émissions actuelles de NO. L'évolution passé de NO3- est en bon accord avec l'histoire des émissions anthropiques de NO de l'Europe, il n'en va pas de même pour NH4+ dont la tendance apparait plus importante que ce que l'on peut attendre avec les estimations actuelles d'émission anthropique de NH3. Notre examen du budget de F- et HCl montrent qu'en plus de la combustion du charbon, l'industrie de l'aluminium et l'incinérarion des déchets ont été les sources anthropiques majeures de ces composés entre 1935 et 1975, après 1960, respectivement. Finalement les sources naturelles semblent dominer le budget de l'oxalate depuis 80 ans tandis que le formate et l'acétate indiquent une tendance anthropique entre 1950 et 1980.

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Guerinot, Geneviève. "Modélisation du vieillissement chimique de panachés de feux de biomasse boreaux". Phd thesis, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764878.

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Les feux de biomasse ont un impact important sur l'atmosphère car ils émettent de grandes quantités de composés réactifs (CO, hydrocarbures, acides organiques, NH3, NOx), de gaz à effet de serre (C02, CH4, N20), et d'aérosols. Cette étude est principalement basée sur 2 types de mesures: (1) la composition chimique de panaches de feu du Canada et de l'Alaska (campagne ABLE-3B : The Arctic Boundary Layer Expedition) ; (2) l'analyse chimique des carottes de glaces du Groenland qui fournit un enregistrement unique des précipitations reflétant la composition atmosphérique au moment de la déposition. Ces mesures indiquent des augmentations simultanées d'acide formique et d'acide acétique, ainsi que la présence du formiate d'ammonium. Ces pics sporadiques ont été attribués à des événements de feu de biomasse. La comparaison de (1) et (2) suggère une évolution chimique caractéristique au cours des 5 jours de transport des panaches de feu entre l'Amérique du Nord et le Groenland. Le but de cette étude est d'expliquer la signature des feux de biomasse boréaux enregistrée dans la glace, et de discerner quels sont les processus chimiques qui gouvernent le vieillissement des panaches de feu. Nous avons utilisé un modèle météorologique, et développé un modèle de chimie atmosphérique traitant une chimie gazeuse et aqueuse : élaboration d'un calcul de pH des gouttelettes d'eau nuageuse, induction d'une nouvelle méthode mathématique, puis, mise à jour, modification, et élargissement du schéma réactionnel. Les résultats montrent que les panaches de feux observés au-dessus du Canada ont atteint un équilibre chimique après leur formation en quelques heures ou quelques jours. La chimie aqueuse a une influence négligeable sur les résultats et se sont les transferts de phase gaz-eau-glace qui permettent d'expliquer les mesures de la glace. Nous expliquons comment nous avons extrapolé nos résultats de modélisation à ceux dans la glace, et comment nous avons déterminé des paramètres physico-chimiques importants concernant l'incorporation des composés chimiques dans la glace.

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Lhomme, Nicolas. "Modélisation des isotopes de l'eau dans les calottes de glace". Phd thesis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009253.

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La concentration en isotopes de l'eau dans les glaces polaires et les sédiments marins est un précieux indicateur des températures passées si l'on comprend bien les échanges isotopiques entre l'océan, l'atmosphère et la cryosphère. La dynamique et la capacité de stockage des calottes glaciaires demeurent cependant méconnues à cause de la rareté des prélèvements de glace. Cette thèse, basée sur la modélisation de la glace en 3D, développe une méthode de traçage pour suivre les particules de glace afin de retrouver leurs conditions de déposition et de prédire la fine stratigraphie des calottes du Groenland et de l'Antarctique. La méthode est validée en comparant la prédiction du modèle avec les couches de glace aux sites de forage polaire profonds. En utilisant le modèle d'évolution du Groenland de l'UBC (Marshall et Clarke 1997) et les traceurs aux sites de GRIP, Dye 3 et Camp Century, j'étudie le climat lors de la précédente période inter-glaciaire, il y a 127000 ans, et trouve que la fonte de glace au Groenland provoqua une montée de 3.5 à 4.5 m du niveau des mers. La méthode est aussi appliquée aux conditions de déposition de la glace prélevée en Antarctique à Vostok, Dome Fuji et Dome C en combinant les traceurs au modèle de calotte du LGGE (Ritz et al. 2001). Je teste ainsi les hypothèses d'interprétation des enregistrements climatiques et examine les changements d'altitude et de morphologie de la calotte antarctique. Ayant prédit la fine stratigraphie des calottes polaires, j'en déduis la première estimation glaciologique de leur composition isotopique moyenne pour le présent et le passé et boucle ainsi le budget en isotope de l'eau de notre planète.

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Candelone, Jean Pierre. "Histoire de la pollution en métaux lourds de l'atmosphère de l'hémisphère nord au cours des deux derniers siècles retracée dans les neiges du Groenland central : thèse soutenue sur un ensemble de travaux". Phd thesis, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00760048.

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Cette these presente l'evolution temporelle des concentrations en metaux lourds (pb, cd, zn et cu) mesurees dans les neiges de Summit (Groenland central) deposées entre 1773 et 1992. Les resultats obtenus mettent en evidence que les activites industrielles ont largement pollue la troposphere de l'hemisphere nord a l'echelle globale. Pour le plomb, nous confirmons et completons pour la premiere fois l'augmentation d'un facteur 200 depuis les niveaux naturels (il y a 8000 ans) observé pour les neiges du milieu des années 1960, mise en evidence par c. Patterson et ses collègues en 1969. L'augmentation observee pour les autres metaux (8 fois pour cd, 5 et 4 fois pour zn et cu) montre pour la première fois l'émergence de la source anthropique sur la période 1773-1970. Malgrè la décroissance très nette des concentrations en plomb (6.3 fois), en cadmium (2,3 fois) et en zinc (1.7 fois) observée sur la periode 1970-1992, les teneurs actuelles en métaux lourds des neiges du Groenland central sont encore supérieures aux concentrations observées pour les glaces de l'Holocène, ce qui prouve que les cycles atmosphériques biogéochimiques sont toujours largement dominés par les émissions d'origine humaine.

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Buiron, Daphné. "Dynamique climatique côtière en région Antarctique au cours des 50 000 dernières années". Phd thesis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00551793.

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Le réchauffement climatique enregistré depuis le début du siècle, et imputé en grande partie à la production massive de gaz à effets de serre par les activités anthropiques, se traduit par différentes réponses du système climatique terrestre. Les projections pour l'évolution climatique future requièrent l'utilisation de modèles, dont la fiabilité dépend en partie des tests conduisibles sous des conditions aux limites variables. Afin de contraindre les paramètres mal connus de ces modèles, l'étude des climats du passé constitue un moyen adapté. Le projet TALDICE de forage dans la glace prend place dans ce contexte général. Son objectif principal vise à enrichir notre connaissance de la variabilité climatique passée enregistrée sur le continent antarctique, en focalisant plus particulièrement sur les disparités régionales et le comportement des régions situées en bordure du plateau est-antarctique, notamment lors de variations rapides du climat. Le forage glaciaire profond TALDICE a été conduit à Talos Dome, en Terre de Victoria, près de la Mer de Ross. Dans ce travail de thèse nous nous sommes attelés à la construction d'une échelle d‘âge précise pour la carotte TALDICE, en nous appuyant, dans un premier temps, sur l'analyse du méthane et des isotopes de l'air contenu dans les bulles incluses au sein de la matrice glaciaire, et dans un second temps, sur l'utilisation de divers modèles de datation, dont une nouvelle méthode inverse optimisant la cohérence entre les marqueurs stratigraphiques et les contraintes glaciologiques. L'échelle d'âge TALDICE-1 ainsi édifiée a permis 1) de montrer que l'enregistrement climatique de la carotte était exploitable sans hiatus jusqu'à un âge de 250.000 ans avant notre ère, 2) de discuter les relations de phase des évènements climatiques rapides observés durant la dernière déglaciation et la fin de la période glaciaire (stade isotopique marin n°3) entre TALDICE et d'autres carottes de glace issues des deux hémisphères. Une analyse multi-proxies, accompagnéee par l'exploitation de simulations d'un modèle de climat global couplé océan-atmosphère (le modèle IPSL-CM4), nous a permis de conclure 1) à la synchronicité du signal climatique de TALDICE avec ceux des autres régions antarctiques lors des variations rapides de température, étendant ainsi à cette région l'empreinte du mécanisme de bascule bipolaire lors des variations climatiques rapides, 2) à l'observation de disparités régionales dans les taux de changement de la température entre les différents secteurs de l'Océan Austral, probablement gouvernées par des variations locales du couvert de glace de mer, ainsi que de l'intensité et de la localisation des vents zonaux. Nous concluons à une sensibilité accrue du secteur atlantique de l'Océan Austral lors des variations globales de température par rapport au secteur indien.

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Courteaud, Julien. "Etude paléoenvironnementale du cycle du mercure à travers sa composante élémentaire gazeuse Hg0 : De la réactivité de surface à la reconstruction des atmosphères passées grâce aux archives glaciaires". Phd thesis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00625186.

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Le mercure est un métal toxique émis dans l'environnement par des sources naturelles et anthropiques. Le cycle naturel de ce polluant, a fortiori la réponse des écosystèmes à ces perturbations par l'Homme, est encore mal quantifié. L'air des névés polaires constitue une archive de la composition passée de l'atmosphère qui permet d'améliorer la connaissance du cycle du mercure. En juillet 2009, à NEEM, Groenland du Nord, nous avons mesuré les concentrations en mercure élémentaire gazeux dans l'air du névé entre 30 et 76 mètres de profondeur, et, grâce à des travaux de modélisation des processus de diffusion, reconstruit les concentrations atmosphériques en Hg° depuis les années 1950, à une échelle spatiale représentative de l'Arctique. Le signal reconstruit présente des concentrations maximales dans les années 1970, synchrones avec le maximum d'émissions anthropiques supposé, puis une décroissance très peu marquée, suggérant une persistance de cette contamination dans l'Arctique. Le plateau antarctique revêt également un intérêt paléoenvironnemental dans la perspective de caractériser l'impact des perturbations anthropiques aux hautes latitudes sud. Néanmoins, la réactivité du mercure dans cette région est méconnue, et sa caractérisation est nécessaire. Nous avons mené une campagne de mesure en janvier 2009 sur le site de Dôme C, Antarctique de l'Est et observé une réactivité marquée du mercure dans la basse troposphère et dans l'air interstitiel du manteau neigeux, mettant en évidence l'existence de processus d'oxydation puissants dans ces deux matrices. De fortes concentrations en mercure ont aussi été mesurées dans la neige de surface.

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Tesis sobre el tema "Carottes de glace – Groenland"

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