L’ETUDE DES SEDIMENTS

Les sédiments accumulés dans les profondeurs océaniques ont également enregistré des traces des climats passés. Ces sédiments contiennent les restes d’animaux et des végétaux marins qui, après leur mort, se déposent sur le fond. Parmi eux, les foraminifères sont des animaux planctoniques qui possèdent une coquille (test carbonaté) formée de carbonate de calcium CaCO₃ et synthétisée à partir d’éléments puisés dans leur environnement (contenant du ¹⁸O et du ¹⁶O). La proportion de ces isotopes incorporés dans les coquilles varie en fonction de deux paramètres : la température de l’eau environnante et la quantité de glace accumulée sur les continents. En effet, en période froide, de grandes quantités de glaces sont immobilisées aux pôles. Ces glaces sont très appauvries en ¹⁸O par rapport à l’eau de mer. Le stock d’eau de la planète étant constant, les eaux océaniques se retrouvent donc pendant ces périodes relativement enrichies en isotopes lourds, de même que les tests carbonatés. Le δ¹⁸O permet donc également d’estimer le volume des glaces continentales.

Des analyses  par carottages sont également possibles dans les sédiments des lacs et des tourbières : les ruisseaux qui drainent le bassin versant du lac apportent des particules de sable ou d’argile. Les débris végétaux qui s’accumulent se transforment ensuite en tourbe (roche légère et combustible). Sous l’action des végétaux, du CaCO₃ se précipite et se dépose vers le large. En période froide, la végétation se raréfie et les pluies ravinent les sols. Cela amène de grandes quantités de particules détritiques dans le lac et les précipitations de carbonates cessent. Le niveau du lac est également un indicateur : en effet, en période chaude et sèche par exemple, il y a plus d’eau qui s’évapore et moins de précipitations. Le niveau du lac baisse : on parle alors de régression. Et inversement en période froide (transgression).

Les spores et les pollens fossiles dans les sédiments des lacs et des tourbières fournissent également des informations sur le climat de leur époque. Ceux-ci possèdent une enveloppe très résistante dont l’ornementation est caractéristique des végétaux qui les ont produits. Il est ainsi possible de reconstituer les environnements  végétaux passés. Or ceux-ci sont étroitement liés au climat : une abondance de graminées et un recul de la forêt indiquent par exemple un refroidissement, et inversement en cas de réchauffement.