Détermination d’échelles d’âge communes et optimales pour les forages polaires profonds

Titre : Détermination d’échelles d’âge communes et optimales pour les forages polaires profonds

Laboratoire de rattachement : LGGE

Encadrant : Frédéric Parrenin

Téléphone : 04.76.82.42.65

Mots clés : Glaciologie, mécanique, approche bayésienne

Contexte et objectifs de la mission de stage :

La datation des enregistrements glaciaires consiste à donner, pour chaque profondeur dans un ou plusieurs forages, l’âge de la glace et celui des bulles de gaz, le dernier étant plus jeune que le premier car le gaz est piégé à une centaine de mètres en dessous de la surface, lorsque la densité de la neige est suffisamment importante.

Cette datation est un problème complexe car elle implique différentes méthodes : 1) la synchronisation des différents enregistrements glaciaires ; 2) la datation par modélisation de l’accumulation de neige au cours du temps, la densification de cette neige en glace et l’écoulement de la glace ; 3) la reconnaissance d’horizons datés par comparaison à d’autres archives environnementales datées ; 4) le comptage des couches annuelles ; 5) la synchronisation aux variations calculées d’insolation dans le passé (Berger, 1978 ; Laskar, 1990).

Il convient de combiner statistiquement par des méthodes bayésiennes les différentes méthodes pour obtenir une datation optimale et évaluer son intervalle de confiance. Une telle démarche a été entreprise initialement en tentant d’inverser les paramètres méconnus des modèles physiques accumulation-densification-écoulement (Parrenin et al., 2001, 2004, 2007), puis une deuxième approche a visé à prendre en compte l’incertitude de ces modèles (Lemieux-Dudon et al., 2010 ; Parrenin, 2005). Le but de ce stage sera de coupler les deux méthodes d’inversion dans un même code.

References

Berger, A. L. : Long-term variations of daily insolation and Quaternary climatic change, J. Atmos. Sci., 35, 2362–2367, 1978.

Laskar, J. : The chaotic motion of the solar system : a numerical estimate of the size of the chaotic zones, Icarus, 88, 266–291, 1990.

Lemieux-Dudon, B., Blayo, Petit, J. R. E., Waelbroeck, C., Svensson, A., Ritz, C., Barnola, J.-M., Narcisi, B. M. and Parrenin, F. : Consistent dating for Antarctica and Greenland ice cores, Quat. Sci. Rev., 29(1-2), 8–20, 2010.

Parrenin, F. : Toward a common and optimized chronologies for ice cores, in ESF Research Conference on Polar Regions and Quaternary Climate Integrative View of Climate in Antarctica and Circum-Antarctic Regions, Acquafredda di Maratea, Italy., 2005.

Parrenin, F., Dreyfus, G., Durand, G., Fujita, S., Gagliardini, O., Gillet, F., Jouzel, J., Kawamura, K., Lhomme, N., Masson-Delmotte, V., Ritz, C., Schwander, J., Shoji, H., Uemura, R., Watanabe, O. and Yoshida, N. : 1D ice flow modelling at EPICA Dome C and Dome Fuji, East Antarctica, Clim. Past, 3, 243–259, 2007.

Parrenin, F., Jouzel, J., Waelbroeck, C., Ritz, C. and Barnola, J.-M. : Dating the Vostok ice core by an inverse method, J. Geophys. Res., 106(D23), 31,831–837,851, 2001.

Parrenin, F., Remy, F., Ritz, C., Siegert, M. and Jouzel, J. : New modelling of the Vostok ice flow line and implication for the glaciological chronology of the Vostok ice core, J. Geophys. Res., 109, D20102, doi:10.1029/2004JD004561, 2004.