Investigating plausible mechanisms to trigger a deglaciation from a hard snowball Earth
Le Hir, Guillaume ; Ramstein, Gilles ; Donnadieu, Yannick ; et al.
Investigation des mécanismes possibles pour sortir d'une Terre totalement gelée
Parmi les questions posées par la Terre globalement recouverte de glace, ce que l’on appelle un scénario dur de Terre « boule de neige », l’un des plus importants réside dans l’établissement du seuil de CO2 requis pour la déglaciation. On s’est attaqué à ce problème par le modèle de balance d’énergie (ou EBM), qui a montré que, pour ce qui concerne l’insolation du Néoprotérozoïque, 0,29 bar de CO2 était nécessaire pour déclencher la déglaciation. De nouveaux résultats, obtenus avec le modèle atmosphérique circulation générale (AGCM) FOAM (pour Fast Oceanic Atmospheric Model), ont établi que, même avec une concentration en CO2 de 0,2 bar dans l’atmosphère, la température équatoriale demeurait bien en dessous du niveau requis pour la déglaciation. Ces résultats montrent que la cause de la déglaciation n’a pas été mise en évidence, et que la discussion autour d’un scénario de secours plausible reste ouverte. Pour cette raison, pour évaluer et pour déterminer la sensibilité et l’efficacité de l’effet de serre dans le cadre d’un scénario dur de Terre boule de neige, nous comparons les résultats du FOAM à ceux du LMDz (AGCM du Laboratoire de météorologie dynamique). Les résultats préliminaires montrent que le LMDz est beaucoup plus sensible à un accroissement du CO2 que le FOAM. Cet article montre que, parmi les processus qui pourraient expliquer cette différence, le facteur-clé est la paramétrisation des nuages et son interaction avec le schéma convectif. Ces simulations suggèrent que le seuil de CO2 dépend de la paramétrisation GCM utilisée, et pourrait être plus faible que celui suggéré par le FOAM. De plus, pour rechercher d’autres mécanismes plausibles capables de provoquer la fonte de la glace équatoriale, nous avons testé l’impact du CH4 avec un modèle 0D simple, à savoir INCA-ZD. Les résultats montrent que la balance entre les temps de résidence de CH4 dans un scénario dur de Terre boule de neige est largement dominée par l’extinction de la source organique, ce qui signifie que le CO2 demeure le seul gaz à effet de serre réchauffant la Terre boule de neige.
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