Etudier les changements climatiques brusques dans le passé pour comprendre leurs causes et améliorer leur prévisibilité future

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Pourquoi l'étude des changements climatiques passés est-elle si importante, et quels sont les impacts concrets de vos recherches ?

Un réchauffement de l'Arctique de ~3 à ~12°C au-dessus des niveaux préindustriels est prévu d'ici 2100. Même si les futures émissions de gaz à effet de serre sont réduites pour limiter le réchauffement climatique global à 2°C, le réchauffement se poursuivra au-delà de 2100 pour les prochains millénaires en raison des rétroactions à long terme liées à la perte de volume des calottes polaires et au cycle du carbone. Ces rétroactions sont difficiles à représenter dans les modèles utilisés actuellement pour les projections climatiques futures, qui sont calibrés à partir d'observations climatiques couvrant les 40 dernières années seulement. L'étude des climats anciens à travers les archives naturelles est cruciale pour documenter une plus grande diversité de changements climatiques que celle décrite par les observations récentes, à la fois en termes de durée et d'amplitude, et couvrant des échelles de temps beaucoup plus longues.

La difficulté de représenter dans les modèles, des processus de rétroaction à long terme potentiellement importants associés à un monde plus chaud souligne l'importance d'explorer la dynamique climatique au cours des périodes chaudes passées. En outre, notre capacité de prédire la probabilité d’avoir de futurs changements climatiques brusques se produisant à des échelles allant de quelques années au siècle dans un monde plus chaud reste encore trop faible. Il est donc essentiel d'étudier les changements abrupts qui se sont produits dans le passé pour comprendre les mécanismes impliqués et évaluer leur prévisibilité.

Quels sont vos projets actuels et futurs ?

En examinant les variations climatiques sur des échelles de temps allant de quelques années à quelques millénaires au cours des derniers 1,5 million d’années, j’aborde des questions scientifiques clés telles que :

• Quels sont les processus responsables de l’occurrence d’événements passés, caractérisés par des réchauffements de 5 à 16 °C au Groenland qui se sont produits en moins de 50 ans ? Quels sont leurs impacts environnementaux globaux ?
• Quelles sont les interactions entre changement climatique et cycle du carbone dans le passé, en particulier pendant des périodes de réchauffement polaire de plusieurs millénaires d’une ampleur similaire à celle projetée d’ici 2100 ?

J’aborde ces questions à l’aide d’une approche à multiples facettes qui comprend l’analyse expérimentale et l’interprétation de traceurs climatiques et environnementaux mesurés dans des carottes de glace polaires pour obtenir des informations sur les changements passés des températures polaires, des concentrations atmosphériques de CO2, de la circulation atmosphérique et des changements de la couverture de glace de mer. Cela implique également l’intégration des résultats basés sur les carottes de glace avec les données environnementales issues des archives marines et terrestres et la comparaison de l’ensemble de ces données avec les simulations de modèles climatiques afin d’améliorer la compréhension des mécanismes impliqués et d’évaluer les capacités de ces modèles, qui sont également utilisés pour les prévisions climatiques futures.

Je co-coordonne également un project H2020-MSCA-ITN nommé DEEPICE (2021-2025) visant à former 15 doctorants à travers l’Europe aux techniques expérimentales pour les analyses des carottes de glace, le développement de modèles et la communication avec le public sur le changement climatique ; et je participe à un projet européen H2020  Beyond-EPICA (2019-2026) visant à forer une nouvelle carotte de glace profonde en Antarctique.

Qu’est-ce qui a inspiré votre intérêt pour la paléoclimatologie ?

Rien ne prédisait vraiment que j’embrasserais une carrière universitaire en sciences. Un de mes professeurs de physique au lycée m’a dit que je n’étais pas taillée pour continuer dans les sciences. Mais ça m’intéressait trop pour l’écouter ! J’avais prévu d’obtenir un diplôme en sciences de la Terre et de poursuivre une carrière dans l’enseignement, mais j’aimais trop étudier pour m’arrêter, surtout quand j’ai découvert la science fascinante de la paléoclimatologie. J’ai été fascinée d’apprendre que les scientifiques pouvaient reconstruire le climat du passé en analysant des archives naturelles telles que des carottes de glace forées au Groenland et en Antarctique, ou des sédiments marins échantillonnés au fond de l’océan! J’avais besoin d’en savoir plus sur la façon de percer les secrets de la glace polaire. Après avoir terminé mon doctorat au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, j’ai travaillé comme scientifique pour le British Antarctic Survey et pour l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague. Parce que mes recherches sur les changements climatiques passés sont essentiellement basées sur l’analyse et l’interprétation de traceurs géochimiques mesurés sur la glace et dans l’air piégé dans des carottes de glace profonde forées dans des régions polaires, j’ai travaillé dans certains des endroits les plus fascinants de la terre. J’ai participé aux opérations sur le terrain de plusieurs projets internationaux de forage de carottes de glace, vivant pendant plusieurs mois au Groenland et en Antarctique.

Les recherches sur les climats passés sont cruciales pour comprendre notre monde en évolution et je me sens privilégiée d’appartenir à cette communauté scientifique. Je fais également partie de l’initiative Make Our Planet Great Again lancée par le président de la république Emmanuel Macron. C’est un appel aux chercheurs, étudiants, entrepreneurs, associations, ONG, société civile dans son ensemble pour se mobiliser et rejoindre la France dans la lutte contre le réchauffement climatique.

Quels conseils donneriez-vous aux jeunes scientifiques qui souhaitent poursuivre une carrière dans votre domaine?

La paléoclimatologie est un domaine clé dans le contexte de la compréhension des changements climatiques actuels et futurs, et il y a encore beaucoup de secrets à percer du passé. Une concurrence accrue et des perspectives de carrière incertaines dans le milieu universitaire font qu’il est  difficile pour les jeunes scientifiques de croire qu’ils ont leur place. Mais je les encourage vivement à être  persévérant et à ne pas avoir peur d’être ambitieux.

Quel est votre message concernant le changement climatique et le rôle de la science ?

La science a été cruciale pour fournir la preuve que le réchauffement du système climatique de la Terre est sans équivoque et, depuis les années 1950, que bon nombre des changements observés sont sans précédent sur des décennies à des millénaires. La science a également montré qu’il est extrêmement probable que l’influence humaine ait été la cause dominante du réchauffement observé depuis le milieu du 20e siècle. La science détient la clé pour prédire les changements climatiques futurs et pour évaluer les risques et les impacts sur les systèmes naturels et socio-économiques.

Biographie

Après avoir fait son doctorat au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement en France, Dr. Émilie Capron a été chercheuse à l'étranger pendant une décennie, travaillant au British Antarctic Survey puis à l'institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague. Depuis 2020, elle est chercheuse à l'Institut des Géosciences et de l'Environnement, employée par le CNRS et elle dirige un projet  (HOTCLIM 2020-2025) financé par l'initiative Make Our Planet Great Again. Ses travaux de recherche visent à reconstituer les changements climatiques passés sur les derniers 1,5 millions d'années en utilisant des archives naturelles telles que les carottes de glace polaire. Elle étudie en particulier des intervalles de temps au cours desquels des changements climatiques abrupts se sont produits ainsi que des périodes du passé caractérisées par un réchauffement polaire d'amplitude similaire à celui prévu d'ici 2100.

Voici des liens vers une sélection d’articles scientifiques présentant des études qu'Emilie Capron a menées ou auxquelles elle a largement contribué (en anglais) :

The anatomy of past abrupt warmings recorded in Greenland ice: Publié par Nature Communications

Past perspectives on the present era of abrupt Arctic climate change : Publié par Nature Climate Change

A global picture of the first abrupt climatic event occurring during the last glacial inception: Publié par Geophysical Research Letters

Challenges and research priorities to understand interactions between climate, ice sheets and global mean sea level during past interglacials: Publié par Quaternary Science Reviews

Palaeoclimate constraints on the impact of 2 °C anthropogenic warming and beyond: Publié par Nature Geosciences

Vidéos :

FLASH | Quels secrets renferment les glaces en Antarctique ?

Emilie Capron, Paleoclimatologist

21 juillet, 2021