Plusieurs indicateurs peuvent être utilisés afin d'étudier les variations climatiques. Ici, on étudie l'un de ces indicateurs : le δ180.
Comparaison du comportement du ^{16}\ce{O} et du ^{18}\ce{O} en été et en hiver
Analyse des glaces de Vostok pour les températures et δ18O
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Qu'est-ce que le climat ?
Le climat correspond à une moyenne de différents paramètres climatiques sur au moins 30 ans.
Que représente le δ180 ?
Le δ180 correspond à une variation des isotopes de l'oxygène. Sa formule est la suivante :
= 1\,000\left[\frac{\left(^{18}\!\mathrm{O}/^{16}\!\mathrm{O}\right)_\text{échantillon}}{\left(^{18}\!\mathrm{O}/^{16}\!\mathrm{O}\right)_\text{référence}}-1\right]
Pour comprendre les différentes valeurs que peut prendre le δ180, il faut analyser ce que l'on appelle le fractionnement isotopique de l'oxygène ( ^{16}\ce{O} et ^{18}\ce{O} : les deux isotopes de l'oxygène).
Sachant que l'isotope ^{18}\ce{O} est plus lourd que l'isotope ^{16}\ce{O}, si l'évaporation est faible, quel isotope retrouve-t-on en majorité dans les nuages par exemple ?
Lorsque l'évaporation est faible, peu d'oxygène peut s'évaporer pour participer à la composition chimique des nuages. Ainsi, c'est l'élément le plus léger qui peut s'évaporer, en faible quantité, soit le ^{16}\ce{O}.
À quelle période retrouve-t-on le plus d'évaporation ?
Pour que l'évaporation soit élevée, il faut des températures élevées. C'est donc en été que ces conditions sont réunies.
Pourquoi le δ18O est-il un bon indicateur climatique des paléotempératures ?
À l'aide des questions précédentes et du graphique du document 2, quel est l'âge, avant le présent, pour lequel il a fait le plus froid ?
Dans le graphique du document 2, il faut regarder les « pics » de température (attention à bien lire l'axe des ordonnées, ici, les pics vers le haut correspondent à des températures froides) correspondant aux variations de δ18O. On voit donc qu'il existe plusieurs « pics » mais le pic le plus « froid » correspond à 320 000 ans avant le présent (BP). Cela correspond à un δ18O d'environ -0,2.
À l'aide des questions précédentes et du graphique du document 2, pour quel âge, avant le présent, a-t-il fait le plus chaud ?
Pour identifier les températures les plus chaudes, il faut trouver les « pics » vers le bas qui correspondent aux températures les plus élevées. Ainsi, on remarque qu'à 160 000 ans, on a les températures les plus chaudes et le δ18O le plus élevé (environ 1).
Il faut regarder le document 1 pour répondre correctement à cette question. L'analyse du δ18O s'effectue dans les glaces anciennes. C'est un bon indicateur des paléotempératures car en hiver, il y a une grande différence dans la composition des nuages : beaucoup plus de ^{16}\ce{O} que de ^{18}\ce{O}. La composition des nuages se retrouvent ensuite dans les précipitations. Les précipitations forment les glaces. En période froide, ces précipitations contiennent beaucoup de ^{18}\ce{O} et moins de ^{16}\ce{O}. En conséquence le δ18O est plus faible en hiver.