Les carottes glaciaires représentent-elles vraiment la composition de

[Pierre-Ernest]

Les indices de l'origine anthropique du réchauffement climatique actuel se sont multipliés au cours de ces dernières années.

Il est cependant important de noter que les preuves de l'évolution exponentielle de la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre au cours des 100 dernières années sont entièrement et uniquement constituées par l'évolution des taux atmosphériques de 3 gaz : le CO2, le méthane (CH4) et le protoxyde d'azote (N2O), et la marque de cette évolution est toute entière fournie par l'analyse de carottes glaciaires (essentiellement antarctiques) qui ont donné les fameuses courbes publiées par le GIEC en 2001 :

Ces courbes ont été établies par Etheridge qui a effectué un remarquable travail de synthèse sur les analyses et les interprétations des résultats de prélèvement de carottes glaciaires.

Mais, il faut noter que ces preuves constituent les seuls éléments permettant de relier les résultats des mesures atmosphériques actuelles aux valeurs historiques.

Arrêtons nous un instant sur les 3 premières courbes. Notons leur extraordinaires similitudes. Pourtant, elles représentent les teneurs atmosphériques pour 3 gaz qui n'ont, à priori, strictement rien à voir les uns avec les autres. Ni de source ni de puit communs. Leur coté exponentiel fait penser irrésistiblement à un biais dans les mesures...

Maintenant, il faut savoir que l'échelle de l'abcisse a été fixée après de multiples hypothèses sur le mouvement de la neige (les chutes ont-elles été uniformes ou non ?) et sur le mouvement de l'air dans le névé avant d'être piégé dans les bulles.

Si on trace la courbe plus brute de la teneur en méthane par rapport à la profondeur, le résultat apparait quelque peu moins "robuste" :

Maintenant, si on se penche un peu plus finement sur les réflexions des chercheurs sur leurs résultats, le doute commence à pointer. Voici, par exemple, tiré d'une thèse de 2004 à l'IGGE (Blandine Bellier) une image très suggestive du processus supposé de piégeage de l'air :

En examinent le dessin central et la courbe de droite, on voit que la porosité fermée est pratiquement nulle jusqu'à une profondeur d'environ 80 m pour ensuite monter à un maximum, pus redescendre de nouveau. La courbe de gauche représentant la teneur en CO2 montre une baisse régulière depuis la surface jusqu'à cette fameuse zone de close-out où elle présent un curieux décrochement avec les valeurs qu'on considère habituellement comme les valeurs définitives représentatives. Si ce schéma illustre la réalité, il évoque irrésistiblement le fait que l'enregistrement des taux de GES donne des valeurs inférieures aux taux réels.

C'est pourtant l'évolution de ces valeurs avec la profondeur qui a permis de fixer l'historique de la teneur atmosphérique en GES.

N'est-ce pas un peu prématuré ?

Dans la partie surmontant le close-out jusqu'à la surface, il faut savoir que l'air circule (de moins en moins librement, il est vrai, à cause de la tortuosité du support. Mais, il a beaucoup de temps pour circuler). Et les valeurs attribuées à l'âge de l'air comportent souvent un décalage de plusieurs centaines d'années par rapport à la glace pour tenir compte de ce phénomène de circulation.

Les constituants de l'air sont des molécules de masses molaires très différentes : si l'azote (N2=28) et l'oxygène (32) sont voisins, le protoxyde d'azote (44) et le CO2 (40) sont bien plus lourds, le méthane, lui, est bien plus léger (16) que la moyenne des gaz.

Remarquons d'ailleurs que des différences de masses isotopiques bien plus faibles sont utilisées pour analyser la signature des gaz du carbone et le mouvement vertical de séparation des molécules peut être utilisé comme méthode assez précise de séparation des gaz. Dans cette logique, on peut donc d'ores et déjà en conclure que le mélange de gaz qui va se retrouver piégé dans le prochain close-off a certainement une composition différente de celles du gaz de la surface.

Il y a encore plus important : l'affinité des gaz en présence (N2, O2, CO2, CH4 et N2O) pour la glace n'est certainement pas identique pour tous. Cela va se traduire par un mouvement dans la colonne labile (avant le close-off) par une chromatographie différentielle des différents gaz, par suite, notamment, de la formation transitoire d'hydrates, si bien qu'au voisinage de la surface, on peut affirmer que la composition de l'air sera différente de celle de l'air au voisinage du close-off.

Quelle en est la conséquence pratique ? Eh bien, cette conséquence est très importante : conformément aux images des teneurs en différents gaz des couches successives de névé avant le close-off, la composition de l'air finalement piégé dans la glace à la fermeture des pores doit être logiquement nettement différente de la composition de l'air atmosphérique. En d'autres termes, la glace piège sélectivement les gaz composant l'atmosphère.

Ce phénomène, qui me parait clair, et son mécanisme, expliquent très logiquement la similitude d'aspect des courbes de CO2, CH4 et N2O du GIEC. Il démontre que ces courbes ne représentent pas véritablement les teneurs historiques qu'ils étaient censées représenter, mais une valeur qui suit grossièrement les valeurs réelles, mais ne représent pas les taux réels pour les différents gaz considérés, et ce, d'une façon absolument systématique.

Cela signifie aussi que l'affirmation qui consiste à déclarer que les GES ont subi, depuis le commencement de l'époque industrielle une évolution spectaculaire et exponentielle est certainement exagérée : l'augmentation exponentielle des taux démarre précisément au voisinage du close-off, et la partie exponentielle de la courbe correspond toujours à des prélèvements effectués dans la partie du névé où les gaz peuvent circuler et se répartir plus ou moins librement selon leur affinité pour la glace. Il faudra trouver d'autres proxies qui représentent d'une façon non ambigue les teneurs atmosphérique des GES dans le passé. Les taux observés dans les carottes de glace sont sans doute bien représentatifs des évolutions et du sens de ces évolutions, mais pas de la valeur absolue des taux d'origine.

[charles.muller]

Très intéressant. Plusieurs points :

- l'incertitude dont tu parles est-elle une incertitude dans le temps (piégeage différentiel des molécules selon affinité) ou aussi dans le volume (gaz piégé / gaz atmosphérique) ?

- si, comme je crois l'avoir compris, elle concerne aussi le volume, peut-on la quantifier ?

En tout état de cause, les variations CH4 et CO2 durant le Holocène sont de mémoire très faibles, de l'ordre de 20 ppm CO2 et 100 ppb CH4 entre les minima et maxima des 10.000 ans, avec des amplitudes inter-séculaires bien moindres. Ce sont surtout les périodes de transition qui montre des évolutions plus importantes : env. 80-100 ppm CO2 et env. 300-350 ppb CH4 entre un maximum glaciaire et un interglaciaire. (Tout cela d'après les forages). A la limite, pour le calcul de la sensibilité climatique à travers les âges, ce ne sont pas les données absolues, mais les estimations de variation GES entre deux époques qui sont pertinentes. Cette estimation est-elle aussi affectée par tes remarques ?

[Pierre-Ernest]

Très intéressant. Plusieurs points :

- l'incertitude dont tu parles est-elle une incertitude dans le temps (piégeage différentiel des molécules selon affinité) ou aussi dans le volume (gaz piégé / gaz atmosphérique) ?

- si, comme je crois l'avoir compris, elle concerne aussi le volume, peut-on la quantifier ?

En tout état de cause, les variations CH4 et CO2 durant le Holocène sont de mémoire très faibles, de l'ordre de 20 ppm CO2 et 100 ppb CH4 entre les minima et maxima des 10.000 ans, avec des amplitudes inter-séculaires bien moindres. Ce sont surtout les périodes de transition qui montre des évolutions plus importantes : env. 80-100 ppm CO2 et env. 300-350 ppb CH4 entre un maximum glaciaire et un interglaciaire. (Tout cela d'après les forages). A la limite, pour le calcul de la sensibilité climatique à travers les âges, ce ne sont pas les données absolues, mais les estimations de variation GES entre deux époques qui sont pertinentes. Cette estimation est-elle aussi affectée par tes remarques ?

L'incertitude ne porte pas sur la datation (bien qu'elle existe sans doute aussi) mais sur un phénomène qui fait intervenir le temps, puisque les adsorptions des différents gaz sont le résultat de phénomènes sans doute assez lents (c'est un échange entre une phase gazeuse et une phase solide).

Elle s'applique à tous les gaz présents, y compris l'oxygène et l'azote, et affecte la concentration relative de chacun des gaz par rapport à l'ensemble. Evidemment, compte tenu de leur importance prépondérante, la variation relative des taux d'azote et d'oxygène doit être beaucoup plus faible que pour les gaz à faible concentration. (comme le taux d'hélium dans une chromato en phase gazeuse).

La ségrégation gravitationnelle (ségrégation en fonction de la densité) est aussi un phénomène plutôt lent.

Je pense qu'on peut utiliser les analyses de carottes glaciaires pour ce qui concerne les variations de taux, car elle se font probablement selon une loi qui est proportionnelle ou au moins uniforme avec la valeur du taux.

C'est donc plutôt la dérivée première de la fonction taux = f(temps) qu'il faut prendre en compte. Par contre, la valeur absolue est entachée, d'après moi, d'une erreur systématique due à cette différence d'affinité entre les gaz et la glace. Il ne faut donc pas la prendre en compte dans les interprétations.

Je suis donc tout à fait d'accord avec la deuxième partie de ton post : "ce ne sont pas les données absolues, mais les estimations de variation GES entre deux époques qui sont pertinentes."

Une manière de vérifier mon hypothèse serait de voir les taux de gaz rares (néon, krypton, xénon) dans l'air des carottes glaciaires.

[Marot]

...Voici, par exemple, tiré d'une thèse de 2004 à l'IGGE (Blandine Bellier) une image très suggestive du processus supposé de piégeage de l'air :

Rectification mineure, il s'agit du LGGE Laboratoire de glaciologie et de géophysique de l'environnement, université Joseph Fourier de Grenoble.Blandine Bellier a soutenu sa thèse en juin 2004.

Voici son résumé :

Étude des variations du cycle du carbone au cours de l’Holocène

L’air extrait des glaces polaires du Groenland et d’Antarctique constitue une véritable archive des atmosphères passées de notre planète. L’objectif de cette étude était de comprendre les échanges de carbone en atmosphère naturelle et, à terme appréhender le cycle du carbone futur en atmosphère anthropisée, à partir de l’analyse des teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone et méthane au cours de l’Holocène (les derniers 10000 ans).

Afin d’interpréter ces profils obtenus dans la glace, nous avons utilisé un modèle atmosphérique du méthane à trois boîtes. Nous avons pu ainsi estimer le gradient interpolaire puis la part relative des sources de CH4 dans les basses latitudes ainsi qu’aux moyennes et hautes latitudes nord au cours de l’Holocène. En comparant l’évolution temporelle de ces sources aux reconstructions paléoclimatiques obtenues sur des enregistrements continentaux (carottes sédimentaires et lacustres) et marins, ainsi qu’à des simulations de modèles climatiques couplant l’atmosphère, l’océan et la biosphère, nous avons pu attribuer les variations de CH4 aux variations de distribution en latitude des sources potentielles de ce gaz. L’étude des variations de CH4 a ainsi permis de contraindre les effets possibles de chacun des réservoirs de carbone sur les variations de CO2 sur la même période. Nous concluons que le rôle de l’océan semble avoir été prépondérant et avoir initié les variations du CO2 sur les 10000 dernières années, tandis que la biosphère continentale pourrait avoir jouer un rôle de régulateur.

[Torrent]

C'est la physique qui nous apportera la réponse, il faut imperativement inventer une machine à remonter le temps pour aller faire des mesures fiables et incontestables.

Le problème est le suivant, pour remonter le temps il faut depasser la vitesse de la lumière, cependant si on atteint la vitesse de la lumière on retrecit jusqu'à une dimension nulle et la masse devient infinie, autrement dit on devient un trou noir, il est sur que les atomes ou leurs constituants les quarks ne sont pas perdus mais l'organisation de l'ensemble fait qu'on doit sortir de cet état un peu abimé et même surement un peu mort.

Pour le moment sans compter qu'il n'est pas possible d'atteindre des vitesses pareilles et que les conséquences seraient desagreables en plus du fait qu'il faudrait se deplacer assez loin de la Terre et puis y revenir il n'y a pas d'autres moyens que de se fier à des mesures tentant de reconstituer les climats passés, est ce que finalement les mesures sur les coraux ne seraient pas plus fiables que celles sur les carottes de glace vues les reserves qui sont exprimées ci dessus?

[Pierre-Ernest]

Il y aurait un moyen simple de lever les doutes : ce serait d'analyser de l'air qui a été enfermé dans des récipients étanches, non polluants, et qui ont été fermés à une date précise et connue avec certitude.

Je pense, entre autres, à des objets familiers comme de la vaisselle (une soupière munie d'un couvercle s'il est suffisamment étanche), une boite à bijoux en porcelaine, un flacon de pharmacie à bouchon rodé.

Ou encore : dans les laboratoires, d'anciennes ampoules scellées (il existait des ampoules en verre scellées et vides qui servaient de flotteur), les boules de sapin de Noël (mais ce n'est pas très vieux).

Il me semble avoir lu que 24 litres d'air étaient nécessaires pour faire des analyses isotopiques. Donc, je pense que 100 ml seraient suffisants. Ces "trésors" existent probablement dans les verreries.

Qui peut se mettre en chasse ? (Toutes les idées sont bonnes).

Je pense que le LGGE à Grenoble serait équipé pour faire les analyses...

[Alain Coustou]

Il y aurait un moyen simple de lever les doutes : ce serait d'analyser de l'air qui a été enfermé dans des récipients étanches, non polluants, et qui ont été fermés à une date précise et connue avec certitude.

Je pense, entre autres, à des objets familiers comme de la vaisselle (une soupière munie d'un couvercle s'il est suffisamment étanche), une boite à bijoux en porcelaine, un flacon de pharmacie à bouchon rodé.

Ou encore : dans les laboratoires, d'anciennes ampoules scellées (il existait des ampoules en verre scellées et vides qui servaient de flotteur), les boules de sapin de Noël (mais ce n'est pas très vieux).

Il me semble avoir lu que 24 litres d'air étaient nécessaires pour faire des analyses isotopiques. Donc, je pense que 100 ml seraient suffisants. Ces "trésors" existent probablement dans les verreries.

Qui peut se mettre en chasse ? (Toutes les idées sont bonnes).

Je pense que le LGGE à Grenoble serait équipé pour faire les analyses...

Tous tes posts sur ce topic sont extrémement intéressants. J'avoue ne pas avoir eu conscience de cette question, pensant simplement que des réactions entre certains composants atmosphèriques, ou entre eux et la glace, avaient pu se produire après le piégage des bulles d'air dans les pores de la glace. Ca oblige effectivement à plus de prudence dans l'interprétation de l'évolution de la composition des bulles d'air et surtout, comme tu l'écris, dans les valeurs absolues relevées pour les différents gaz.

Encore bravo.

Alain

[jice]

En examinent le dessin central et la courbe de droite, on voit que la porosité fermée est pratiquement nulle jusqu'à une profondeur d'environ 80 m pour ensuite monter à un maximum, pus redescendre de nouveau. La courbe de gauche représentant la teneur en CO2 montre une baisse régulière depuis la surface jusqu'à cette fameuse zone de close-out où elle présent un curieux décrochement avec les valeurs qu'on considère habituellement comme les valeurs définitives représentatives. Si ce schéma illustre la réalité, il évoque irrésistiblement le fait que l'enregistrement des taux de GES donne des valeurs inférieures aux taux réels.

C'est pourtant l'évolution de ces valeurs avec la profondeur qui a permis de fixer l'historique de la teneur atmosphérique en GES.

N'est-ce pas un peu prématuré ?

Les courbes représentées ici ont été obtenues sur un forage où le recouvrement entre la composition des gaz dans la porosité ouverte du névé et celle des bulles n'a pas été étudié.

En revanche ce recouvrement a fait l'objet d'une étude approfondie par l'équipe de David Etheridge au CSIRO en Australie, sur le forage DE08 en site côtier antarctique. Grâce au taux d'accumulation exceptionnel de ce site, il est possible de mesurer dans les bulles la composition de l'air piégé à la fin des années 70, air dont le CSIRO dispose également sous forme d'archives stockées dans des bouteilles comprimées.

Concernant le point soulevé par Pierre-Ernest, le recouvrement entre les mesures dans les bulles et dans l'air du névé ne fait aucun doute par cette étude, et lève toute ambiguité quant au fait que la tendance observée dans les bulles depuis la période pré-industrielle reflète la composition de l'atmosphère.

Toutes les informations pertinentes sur la méthodologie suivie et les résultats obtenus sont disponibles dans ce chapitre de la thèse de Cathy Trudinger, soutenue au CSIRO en 2001 : Chapitre 3 thèse Trudinger

Bonne lecture.

[jice]

Il y a encore plus important : l'affinité des gaz en présence (N2, O2, CO2, CH4 et N2O) pour la glace n'est certainement pas identique pour tous. Cela va se traduire par un mouvement dans la colonne labile (avant le close-off) par une chromatographie différentielle des différents gaz, par suite, notamment, de la formation transitoire d'hydrates, si bien qu'au voisinage de la surface, on peut affirmer que la composition de l'air sera différente de celle de l'air au voisinage du close-off.

La chromatographie en phase gazeuse implique, pour la plupart des colonnes chromatographiques, une interaction entre la phase stationnaire et le gaz. Ce n'est pas le cas entre la neige polaire et tous les composés listés ci-dessus.

Comment forme-t-on des hydrates de - par exemple - CO2 à une température de -50°C et une pression partielle inférieure à 350.10-3 mbar ? J'aimerais voir le diagramme de phase correspondant. Merci d'avance.

[Pierre-Ernest]

La chromatographie en phase gazeuse implique, pour la plupart des colonnes chromatographiques, une interaction entre la phase stationnaire et le gaz. Ce n'est pas le cas entre la neige polaire et tous les composés listés ci-dessus.

Comment forme-t-on des hydrates de - par exemple - CO2 à une température de -50°C et une pression partielle inférieure à 350.10-3 mbar ? J'aimerais voir le diagramme de phase correspondant. Merci d'avance.

L'adsorption/desorption du méthane, du CO2, de l'azote et de l'oxygène à la surface de la glace est précisément l'interaction entre la phase stationnaire (glace) et le gaz (air). Ce phénomène n'est pas fantaisiste puisqu'il a fait l'objet de travaux du GRDR RSGlace ( Rapport ). La formation transitoire d'hydrate à la surface de la glace est hypothétique, mais possible, compte tenu de l'affinité des gaz de l'air avec la glace. J'emploie "transitoire" dans le sens de "fugitive", car au niveau moléculaire, la pression partielle n'a pas beaucoup de sens. Prenons plutôt le terme d'adsorption, qui lui n'amène pas d'ambiguité. L'effet chromatographique apparait dès que les vitesses d'adsorption/désorption par la glace présente des différences entre elles. N'est-ce pas précisément le cas où nous sommes ?

[Pierre-Ernest]

Les courbes représentées ici ont été obtenues sur un forage où le recouvrement entre la composition des gaz dans la porosité ouverte du névé et celle des bulles n'a pas été étudié.

En revanche ce recouvrement a fait l'objet d'une étude approfondie par l'équipe de David Etheridge au CSIRO en Australie, sur le forage DE08 en site côtier antarctique. Grâce au taux d'accumulation exceptionnel de ce site, il est possible de mesurer dans les bulles la composition de l'air piégé à la fin des années 70, air dont le CSIRO dispose également sous forme d'archives stockées dans des bouteilles comprimées.

Concernant le point soulevé par Pierre-Ernest, le recouvrement entre les mesures dans les bulles et dans l'air du névé ne fait aucun doute par cette étude, et lève toute ambiguité quant au fait que la tendance observée dans les bulles depuis la période pré-industrielle reflète la composition de l'atmosphère.

Toutes les informations pertinentes sur la méthodologie suivie et les résultats obtenus sont disponibles dans ce chapitre de la thèse de Cathy Trudinger, soutenue au CSIRO en 2001 : Chapitre 3 thèse Trudinger

Bonne lecture.

Merci pour cette référence, très intéressante. Cependant, sur un plan plus général, il apparait que la composition historique de l'air nous est aujourd'hui donnée uniquement par l'analyse (très sérieuse, j'en conviens tout à fait) des carottes glaciaires antarctiques. Ne serait-il pas intéressant d'avoir une confirmation de cette composition par des analyses d'air historique de provenance complètement différente ? En effet, les valeurs de cette composition sont très déterminantes, et elles on donné lieu à toute une série de déductions concernant, en particulier, le caractère anthropique du réchauffement.

De la même façon qu'il parait à certains peu acceptable de fonder l'ampleur des prévisions des modèles climatiques sur la seule rétroaction positive de la vapeur d'eau, en définitive mal connue, il apparait également un peu hardi de fonder toutes les déductions sur une seule technique de mesure.

[jice]

L'adsorption/desorption du méthane, du CO2, de l'azote et de l'oxygène à la surface de la glace est précisément l'interaction entre la phase stationnaire (glace) et le gaz (air). Ce phénomène n'est pas fantaisiste puisqu'il a fait l'objet de travaux du GRDR RSGlace ( Rapport ).

C'est un phénomène important pour des espèces beaucoup plus réactives et/ou à des température beaucoup plus basses que celles observées en région polaire (milieu interstellaire, températures très inférieures à celles de l'azote liquide). Les rapports observés entre gaz permanents dans le névé polaire collent très bien avec les rapports de leur coefficient de diffusion dans l'air, il n'y a pas besoin d'invoquer une pseudo-interaction avec la phase glace pour rendre compte du signal.

La formation transitoire d'hydrate à la surface de la glace est hypothétique, mais possible, compte tenu de l'affinité des gaz de l'air avec la glace. J'emploie "transitoire" dans le sens de "fugitive", car au niveau moléculaire, la pression partielle n'a pas beaucoup de sens.

Derrière les termes "hypothétique mais possible", j'attends une démonstration un peu plus substantiée... L'absence de gravité à la surface de la Terre peut être hypothétique mais possible, la preuve en est que les oiseaux volent...

De la même façon qu'il parait à certains peu acceptable de fonder l'ampleur des prévisions des modèles climatiques sur la seule rétroaction positive de la vapeur d'eau, en définitive mal connue, il apparait également un peu hardi de fonder toutes les déductions sur une seule technique de mesure.

En l'absence d'autre méthode fiable disponible (ce n'est pas faute d'avoir chercher) et en l'absence de démonstration que la méthode utilisée est affectée par un biais, je ne vois pas l'alternative. Mais si par miracle tu en as une...

[Invité]

Il y a un truc qui m'échappe avec cette "chromatographie" supposée.

Si je me souviens bien, pour faire une chromato gazeuse, il faut un gaz vecteur.

Quel est la nature de ce gaz vecteur dans ce cas?

Quel est son débit?

Comment se propage t'il dans la glace?

A t'on une idée de la perte de charge même à débit extrèmement faible?

Si pas de gaz vecteur comment supposer une séparation, par gravité, de gaz piégés dans des bulles d'air sans communication (ou quasiment) entr'elles?

Si l'on envisage des phénomènes de diffusion, a t'on une idée des vitesses de diffusion des gaz dans la glace (donc dans un solide)?

Enfin comment expliquer, pour des molécules aussi différentes que le CO2 et le CH4, un profil identique dans la colonne de glace correspondant aux différentes périodes de glaciation, s'il y avait séparation chromato ou diffusion?

Si l'on avait une séparation, on observerait un décalage important et variable dans le temps entre CH4 et CO2.

Si l'on avait une diffusion on finirait par avoir un signal "plat"

Est-ce le cas?

Je ne crois pas et je ne comprends pas bien, du coup, une telle remise en cause de ce moyen d'analyse du passé.

[jice]

Il y a un truc qui m'échappe avec cette "chromatographie" supposée.

Si je me souviens bien, pour faire une chromato gazeuse, il faut un gaz vecteur.

Quel est la nature de ce gaz vecteur dans ce cas?

Quel est son débit?

Comment se propage t'il dans la glace?

A t'on une idée de la perte de charge même à débit extrèmement faible?

Si pas de gaz vecteur comment supposer une séparation, par gravité, de gaz piégés dans des bulles d'air sans communication (ou quasiment) entr'elles?

Si l'on envisage des phénomènes de diffusion, a t'on une idée des vitesses de diffusion des gaz dans la glace (donc dans un solide)?

Enfin comment expliquer, pour des molécules aussi différentes que le CO2 et le CH4, un profil identique dans la colonne de glace correspondant aux différentes périodes de glaciation, s'il y avait séparation chromato ou diffusion?

Si l'on avait une séparation, on observerait un décalage important et variable dans le temps entre CH4 et CO2.

Si l'on avait une diffusion on finirait par avoir un signal "plat"

Est-ce le cas?

Je ne crois pas et je ne comprends pas bien, du coup, une telle remise en cause de ce moyen d'analyse du passé.

Je ne vais pas reprendre ici toute la physique qui sous-tend le transfert des gaz de l'atmosphère vers les bulles d'air piégées dans la glace. Le chapitre de thèse de Cathy Trudinger, dont j'ai mis le lien plus haut, est tout à fait exhaustif à ce sujet.

Pour faire court, le transfert des gaz s'effectue essentiellement par diffusion moléculaire, sous l'influence de la gravité. Les différences observées dans les profils par exemple de CO2 et CH4 dans la porosité ouverte du névé sont parfaitement expliquées par leur tendance atmosphérique (reposant sur l'observation directe dans l'atmosphère) et les rapports de leur coefficient de diffusion dans l'air, corrigée du fractionnement gravitationnel. Ce dernier peut être déterminé expérimentalement en mesurant le rapport isotopique d'un gaz dont la concentration atmosphérique ne change pas (N2 ou O2 par exemple).

Quant à la diffusion des gaz dans la glace, seuls l'hélium, l'hydrogène et le néon sont des éléments ou molécules suffisamment petit(e)s pour diffuser significativement. Pour les autres gaz, c'est un terme complètement négligeable. Des expériences ont été réalisées notamment par des chercheurs japonais pour quantifier ces coefficients de diffusion.

Pour ceux qui veulent vraiment aller au fond des choses sur ce sujet, encore une fois je recommande la lecture attentive et approfondie de la thèse de Cathy Trudinger.

[Invité]

Je ne vais pas reprendre ici toute la physique qui sous-tend le transfert des gaz de l'atmosphère vers les bulles d'air piégées dans la glace. Le chapitre de thèse de Cathy Trudinger, dont j'ai mis le lien plus haut, est tout à fait exhaustif à ce sujet.

Pour faire court, le transfert des gaz s'effectue essentiellement par diffusion moléculaire, sous l'influence de la gravité. Les différences observées dans les profils par exemple de CO2 et CH4 dans la porosité ouverte du névé sont parfaitement expliquées par leur tendance atmosphérique (reposant sur l'observation directe dans l'atmosphère) et les rapports de leur coefficient de diffusion dans l'air, corrigée du fractionnement gravitationnel. Ce dernier peut être déterminé expérimentalement en mesurant le rapport isotopique d'un gaz dont la concentration atmosphérique ne change pas (N2 ou O2 par exemple).

Quant à la diffusion des gaz dans la glace, seuls l'hélium, l'hydrogène et le néon sont des éléments ou molécules suffisamment petit(e)s pour diffuser significativement. Pour les autres gaz, c'est un terme complètement négligeable. Des expériences ont été réalisées notamment par des chercheurs japonais pour quantifier ces coefficients de diffusion.

Pour ceux qui veulent vraiment aller au fond des choses sur ce sujet, encore une fois je recommande la lecture attentive et approfondie de la thèse de Cathy Trudinger.

oui cela n'a pas l'air tout simple quand même.

Je vais essayer de lire, et surtout de comprendre un chouia, la thèse en question.

merci de ta réponse

[Pierre-Ernest]

oui cela n'a pas l'air tout simple quand même.

Je vais essayer de lire, et surtout de comprendre un chouia, la thèse en question.

merci de ta réponse

Je sais que remettre en question les résultats des analyses de carottes glaciaires revient à remettre aussi en question la position des laboratoires de glaciologie en général, donc, je comprends vraiment la réaction brutale des chercheurs sur ce sujet épineux...

Cependant, dire : "presque tout le monde le dit, donc c'est vrai", et dire : "et si c'était faux ?", je pense que la position la plus scientifique est la deuxième.

Mais, va-t-on me dire, qui suis-je pour me permettre de remettre en cause la position d'organismes qui sont passés, en quelques années, de la position d'obscurs laboratoires très spécialisés à celle d'organisme de premier plan ?

Je suis un ancien chercheur moi-même, spécialisé dans les travaux souterrains et les forages pétroliers. J'ai mené moi-mêmes des recherches, et j'ai ensuite dirigé plusieurs équipes de chercheurs. Je suis cité comme inventeur dans une dizaine de brevets d'invention, dont certains ont donné lieu à des développements très profitables.

Je prétends (toute modestie mise à part) être capable de distinguer à peu près le chercheur lambda qui fera bien son travail, ne se trompera jamais dans ses calculs, mais ne trouvera jamais rien à cause d'une démarche de raisonnement "conventionnelle", et le trouveur, qui sortira des sentier battus, qui s'obstinera contre tout le monde, et qui, finalement, (mais dans de très rares cas) aboutira à une découverte.

La démarche scientifique commence par la remise en cause des acquis. Elle est peu productive, mais elle l'est toujours plus que la démarche conventionnelle illustrée par le copié-collé systématique de certains. Pour qu'elle soit productive, il faut, en effet, associer des éléments "étranges" entre eux. Ranger ensemble l'identique ou le similaire (copier-coller) conduit à la collection, pas à l'innovation. (Mais au fait, combien de personnes apprécient réellement l'innovation ? : bien peu).

La démarche du chercheur est horriblement frustrante : soit le chercheur ne trouve pas, et il est frustré (à part quelques-uns que je ne cite pas, mais qui s'en contentent) soit il trouve, et on lui prend systématiquement sa découverte pour l'exploiter, le dépossédant par là même de sa "propriété".

Pour en revenir aux bulles dans la glace, voici un papier d'un professeur polonais qui, lui aussi, trouve très inquiétant de fonder toute la théorie du réchauffement actuelle sur un seul type d'analyse, et en profite pour relever un petit coup de doigt sur la balance pour que ça cadre. (spécialité connue dans le monde de la recherche).

[jice]

Mais, va-t-on me dire, qui suis-je pour me permettre de remettre en cause la position d'organismes qui sont passés, en quelques années, de la position d'obscurs laboratoires très spécialisés à celle d'organisme de premier plan ?

Je suis un ancien chercheur moi-même, spécialisé dans les travaux souterrains et les forages pétroliers. J'ai mené moi-mêmes des recherches, et j'ai ensuite dirigé plusieurs équipes de chercheurs. Je suis cité comme inventeur dans une dizaine de brevets d'invention, dont certains ont donné lieu à des développements très profitables.

Je prétends (toute modestie mise à part) être capable de distinguer à peu près le chercheur lambda qui fera bien son travail, ne se trompera jamais dans ses calculs, mais ne trouvera jamais rien à cause d'une démarche de raisonnement "conventionnelle", et le trouveur, qui sortira des sentier battus, qui s'obstinera contre tout le monde, et qui, finalement, (mais dans de très rares cas) aboutira à une découverte.

Tu as parfaitement le droit de discuter n'importe quel résultat scientifique. Il faut juste que tu t'appuyes sur autre chose que la pseudo-formation d'hydrates de CO2 à -50°C et une pression partielle de 0,35 mbar...

Quant à nous sortir Jaworowski du chapeau, je trouve que tu as été un peu long à la détente...

Mais l'avoir exhumé démontre sans aucun doute tes qualités à reconnaître le bon grain de l'ivraie parmi les chercheurs.

[Pierre-Ernest]

Tu as parfaitement le droit de discuter n'importe quel résultat scientifique. Il faut juste que tu t'appuyes sur autre chose que la pseudo-formation d'hydrates de CO2 à -50°C et une pression partielle de 0,35 mbar...

Quant à nous sortir Jaworowski du chapeau, je trouve que tu as été un peu long à la détente...

Mais l'avoir exhumé démontre sans aucun doute tes qualités à reconnaître le bon grain de l'ivraie parmi les chercheurs.

Le mot "pseudo" n'est pas propice à la discussion sereine.

On peut discuter sans dénigrer.

Tes smileys démontrent que le coup a fait mouche...

Tout l'édifice "réchauffement" reposant sur les mesures des carottes glaciaires, il n'est pas très sérieux de ne pas vouloir en discuter le fondement. Mais je comprends que tu sois sous une certaine pression hiérarchique.

[Pierre-Ernest]

Tu as parfaitement le droit de discuter n'importe quel résultat scientifique. Il faut juste que tu t'appuyes sur autre chose que la pseudo-formation d'hydrates de CO2 à -50°C et une pression partielle de 0,35 mbar...

Tu as peut-être remarqué que je m'intéressait particulièrement au méthane.Je n'ai pas les valeurs pour -50 °C (223°K) mais, j'ai une courbe, que je considère comme fiable (The Duan Resaerch Group) qui me donne les éléments suivants :

Je me permets lancer une conjecture : autour de -50°C, à une profondeur de 50 à 100 mètres, il me semble que l'hydrate de méthane peut se former et rester stable.

Suis-je dans l'erreur ?

[Invité]

Tu as peut-être remarqué que je m'intéressait particulièrement au méthane.

Je n'ai pas les valeurs pour -50 °C (223°K) mais, j'ai une courbe, que je considère comme fiable (The Duan Resaerch Group) qui me donne les éléments suivants :

Je me permets lancer une conjecture : autour de -50°C, à une profondeur de 50 à 100 mètres, il me semble que l'hydrate de méthane peut se former et rester stable.

Suis-je dans l'erreur ?

il serait souhaitable que jice réponde mais si je lis bien l'échelle des pressions je vois une courbe qui va de 10 à 25 bars.

La pression partielle du CH4 à 100m (en admettant qu'on applique l'hydrostatique) est de 10*1*10^-6 b

soit 0.01mb pour une ccion initiale de 1ppm dans l'atmosphère.

Je vois mal des hydrates de CH4 se former dans ces conditions.

[Pierre-Ernest]

il serait souhaitable que jice réponde mais si je lis bien l'échelle des pressions je vois une courbe qui va de 10 à 25 bars.

La pression partielle du CH4 à 100m (en admettant qu'on applique l'hydrostatique) est de 10*1*10^-6 b

soit 0.01mb pour une ccion initiale de 1ppm dans l'atmosphère.

Je vois mal des hydrates de CH4 se former dans ces conditions.

Il est clair que dans les conditions normales (t et p) les hydrates de méthane ne sont pas stables. C'est ce que retiennent la plupart des gens qui ont entendu parler des clathrates de méthane.

Cependant :

si on élève la pression, on atteint, en général, une zone où l'hydrate devient stable.

Cette pression de stabilité est d'autant plus basse que la température est plus basse. Si on extrapole la courbe ci-dessus vers les basses températures, on peut penser (j'ai parlé de conjecture) qu'on atteindra une température où l'hydrate sera stable quelle que soit la pression.

Mais, mon hypothèse n'est pas là.

Comme beaucoup l'ignorent (!) les hydrates de méthane (et d'autres composés chimiques) ne sont pas des composés au sens chimique propre. Ce sont des arrangements solides de molécules d'eau et de méthane, un peu analogues aux sels cristallisés hydratés. (mais pas identiques).

Il existe plusieurs hydrates pour le méthane (au moins 2) correspondant à des arrangements dans des proportions différentes.

Cela signifie que le méthane gaz au contact de glace d'eau subit un phénomène d'adsorption analogue à celui qui se produit pour une chromatographie. (Analogue, mais pas identique).

Pour une pression et une température donnée, un certain nombre de molécules de méthane frappant la surface de la glace se trouvent adsorbées, et un certain nombre s'en échappent. (Même chose pour les molécules d'eau contenues dans l'air, et d'autres molécules).

A la surface de la glace, le méthane adsorbé se trouve probablement dans un état voisin de l'état où il se trouve dans un hydrate.

Cela signifie qu'il n'est pas besoin de parler de stabilité de l'hydrate de méthane à une pression et une température donnée, pas plus qu'on ne parle de stabilité du composé alumine/benzène ou silice/benzène lorsqu'on fait passer un gaz vecteur contenant du benzène (ou un autre produit) en chromatographie d'adsorption ou d'affinité en phase gazeuse dont la phase stationnaire est de l'alumine ou de la silice. On constate un phénomène transitoire d'adsorption/désorption différentielles, et c'est tout.

Un esprit simple dirait qu'on ne met pas de la glace comme phase stationnaire dans un chromatographe. Mais il aurait un raisonnement un peu réducteur...(et ne serait probablement pas un bon "trouveur") /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Suis-je un peu plus clair ?

[Invité]

Suis-je un peu plus clair ?

Je te rassure PE, je ne t'embêterai plus désormais et tu pourras raconter tout ce que tu veux ici ou ailleurs.

D'ailleurs tout ce que tu dis est frappé au coin du bon sens et il est bien clair qu'il va falloir que l'on reconsidère ce que peuvent raconter les carottes de glace.

[Pierre-Ernest]

Les courbes représentées ici ont été obtenues sur un forage où le recouvrement entre la composition des gaz dans la porosité ouverte du névé et celle des bulles n'a pas été étudié.

En revanche ce recouvrement a fait l'objet d'une étude approfondie par l'équipe de David Etheridge au CSIRO en Australie, sur le forage DE08 en site côtier antarctique. Grâce au taux d'accumulation exceptionnel de ce site, il est possible de mesurer dans les bulles la composition de l'air piégé à la fin des années 70, air dont le CSIRO dispose également sous forme d'archives stockées dans des bouteilles comprimées.

Concernant le point soulevé par Pierre-Ernest, le recouvrement entre les mesures dans les bulles et dans l'air du névé ne fait aucun doute par cette étude, et lève toute ambiguité quant au fait que la tendance observée dans les bulles depuis la période pré-industrielle reflète la composition de l'atmosphère.

Toutes les informations pertinentes sur la méthodologie suivie et les résultats obtenus sont disponibles dans ce chapitre de la thèse de Cathy Trudinger, soutenue au CSIRO en 2001 : Chapitre 3 thèse Trudinger

Bonne lecture.

J'ai lu avec passion le chapitre 3 de la thèse Cathy Trudinger. Celle-ci m'a convaincu du recouvrement des mesures atmosphériques actuelles avec les mesures dans les carottes glaciaires. Je pense donc maintenant qu'on peut se fier àux valeurs données pour les 1000 dernières années.

J'ai également téléchargé (par analogie de nom) les autres chapitres de cette thèse très intéressante. Je n'ai pas fini ma lecture, mais je pense que la méthode de filtrage Kalman par double circonvolution est aussi pleine d'intérêt.

L'ensemble de cette thèse est un monument de travail d'une rare qualité.

Merci beaucoup pour cette référence. C'est comme ça qu'on peut progresser dans le cheminement intellectuel personnel.