CNRS
La mousson est un phénomène climatique très actif aux basses latitudes, caractérisé par l’inversion saisonnière des vents aux marges des continents et par l’apport en été d’importantes précipitations d’origine océanique. Amplifiée par les caractéristiques du relief de la chaîne himalayenne et du Plateau Tibétain, qui favorisent la mise en place saisonnière de zones à intense précipitation, la mousson asiatique est l’une des plus connues et des plus étudiées. De nombreuses études accordent l’origine de ce phénomène à l’élévation progressive des massifs de l’Himalaya, estimé à 25 millions d’années. Cependant, des études plus récentes montrent que le soulèvement de ces massifs est beaucoup plus ancien et commencerait peu après la collision de l’Inde avec l’Asie il y a environ 50 millions d’années. Dans un article publié dans la revue Nature, deux équipes internationales ont mis en commun leurs résultats obtenus de manière indépendante dans différentes régions d’Asie pour établir et documenter le possible fonctionnement de la mousson asiatique entre 50 et 25 millions d’années. La comparaison de ces données à des simulations numériques du climat obtenues dans le cadre de l’étude révèle les processus et les mécanismes à l’origine de l’existence de ces moussons précoces. L’enjeu de cette étude est d’autant plus intéressant que la période ciblée, l’Eocène tardif, est caractérisé par une atmosphère riche en dioxyde de carbone (CO2), avec une concentration atmosphérique près de quatre fois plus élevée que la concentration moderne.
- ces fossiles birmans de gastéropodes vieux de 35 millions d’années sont une véritable archive du climat passé. Les analyses réalisées par Alexis Licht et ses collègues ont montré que ces animaux ont vécu sous un climat de mousson, avec des hivers secs et des étés pluvieux. © Alexis Licht (2012)
- Site éocène de Birmanie, prospecté par la mission paléontologique franco-Birmane. © Alexis Licht (2012)
- Les dépôts sédimentaires du bassin de Xining, en Chine du Nord. © Guillaume Dupont-Nivet
Au pied des contreforts himalayens, dans la région indo-birmane, la mission paléontologique franco-birmane, dirigée par Jean-Jacques Jaeger de l’Institut de paléoprimatologie, paléontologie humaine : évolution et paléoenvironnements (CNRS / Université de Poitiers), travaille depuis 1996, sur les dépôts sédimentaires de la période Eocène tardif (de 41 à 34 millions d’années) de Birmanie centrale.
Contrairement aux dépôts sédimentaires du sud de l’Himalaya et du Tibet ces dépôts éocènes sont relativement plus accessibles et riches en fossiles bien préservés.
Dans le cadre de sa thèse, Alexis Licht s’est particulièrement intéressé au climat de l’Eocène birman à travers plusieurs approches : l’étude du bois fossile ou encore l’analyse des paléosols. Néanmoins, les résultats les plus significatifs, à l’origine de la publication, sont issus de l’étude géochimique de coquilles de gastéropodes et de dents de mammifères fossiles, réalisée sous la tutelle de Christian France-Lanord du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques CRPG (CNRS / Université de Lorraine). Les gastéropodes enferment l’oxygène de l’eau de surface lors de la minéralisation de leur coquille et les gros mammifères font de même lors de la minéralisation de leur émail dentaire. L’oxygène possède plusieurs versions atomiques appelées isotopes. En Asie du Sud, la distribution de ces isotopes dans l’eau de pluie (quantifiée par un indicateur (appelé le d 18O) dépend de l’intensité de la mousson en été : plus les pluies sont intenses, plus les analyses isotopiques présentent des valeurs négatives. Les analyses isotopiques des coquilles et des dents fossiles corrélées à la composition isotopique des eaux de surface, elle-même corrélée à celle des précipitations permettent donc de remonter à l’intensité de la mousson passée.
Parallèlement, en Chine, au nord du Tibet, l’équipe franco-néérlandaise dirigée par Guillaume Dupont-Nivet du laboratoire Géosciences de Rennes (CNRS / Université Rennes 1) travaille depuis dix ans sur les dépôts lacustres du bassin de Xining. Ces dépôts exceptionnels ont archivé fidèlement le soulèvement des massifs Tibétains ainsi que l’influence du climat global sur l’aridification de l’Asie. Ces sédiments sont situés en dessous des dépôts éoliens les plus conséquents d’Asie, apportés par les vents de la mousson hivernale depuis 22 millions d’années, qui constituent le plateau de Loess. Le sédiment éolien préserve des caractéristiques uniques dépendant des conditions de transport par les vents. En effet, l’abrasion des grains lors du transport laisse des marques indélébiles qui peuvent être observées et identifiées. De plus, la distribution de la taille des grains au sein d’un dépôt éolien permet de déterminer la vitesse et l’origine des vents. Les chercheurs ont alors étudié la morphologie et la taille des grains du sédiment du bassin de Xining vieux de 41 à 34 millions d’années, afin de déterminer si ces dépôts, comme les dépôts plus récents du plateau de Loess, portent aussi une marque de la mousson.
Les analyses isotopiques, réalisées par Alexis Licht, présentent des valeurs extrêmement négatives qui ne peuvent être expliquées que par une mousson d’été déjà très intense, au moins aussi intense que l’actuelle. De plus, l’analyse de la variation isotopique annuelle, révèle une saisonnalité importante similaire à la saisonnalité observée dans des coquilles et des dents modernes.
La morphologie des grains du sédiment du bassin de Xining analysée par l’équipe de Guillaume Dupont-Nivet indique une origine éolienne indéniable. Leur distribution est quasi-identique aux dépôts éoliens du plateau de Loess. Ce qui indiquent des tempêtes de poussières similaires il y a 40 millions d’années et suggèrent donc une mousson d’hiver déjà active.
Crédit : Hitesh Ashar
La troisième partie de cette étude explique, à l’aide de modélisations climatiques réalisées par des chercheurs du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (CNRS / CEA / UVSQ), l’origine de ces moussons inattendues. Les simulations climatiques, élaborées à partir de paramètres géographiques similaires à ceux de l’Asie il y a 40 millions d’années, montrent une circulation de mousson et des précipitations au moins similaires aux précipitations actuelles malgré une plus faible étendue des massifs tibétains et himalayens. Ces simulations indiquent que la forte teneur en CO2 atmosphérique, caractéristique de l’Eocène, a contrebalancé les effets négatifs d’une topographie moins développée sur l’intensité de la mousson. Elles montrent ensuite que le déclin du CO2 atmosphérique, il y a 34 millions d’années, a significativement diminué l’intensité de ces moussons passées. Cette forte sensibilité de la mousson asiatique au climat global, mise en avant ici à l’échelle géologique, confirme que le climat asiatique risque d’être fortement perturbé par le réchauffement climatique actuel. Ces nouvelles données géologiques suggèrent, en accord avec les prédictions issues des derniers rapports du GIEC, que l’augmentation actuelle du CO2 dans l’atmosphère va probablement augmenter significativement l’intensité de la mousson. Ces résultats bouleversent les études paléoclimatiques, en montrant que la mousson asiatique est d’une part beaucoup plus ancienne que ce que l’on pensait et d’autre part qu’elle est au moins aussi sensible au climat global qu’à la topographie régionale.
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