La historia del clima antes de 1850 , hasta la revolución industrial y el inicio del calentamiento global , está marcada por una alternancia de fases de calentamiento y glaciación que puntúan los sucesivos cambios climáticos .
Los grandes mitos de la humanidad no están exentos de referencias a episodios climáticos; Podemos citar por ejemplo, en la Biblia, la revelación de Noé , parábola de un diluvio debido a una furia divina, que, aparte del contexto de creencias, constituiría el recuerdo de una transgresión marina desestabilizadora o más probablemente de un diluvio fluvial. excepcional en Mesopotamia.
En su libro De l'Esprit des lois , Montesquieu ofrece una teoría climático intentar correlacionar el calor ambiental con el nivel de desarrollo de los nativos:. El frío podría alentar el dinamismo, donde el calor y la humedad imponen poco en el hombre esfuerzos para implementar la agricultura de subsistencia .
Estos puntos ilustran el interés de los hombres por conectar, con más o menos éxito, sus observaciones con la teleología histórica. El hecho de que hoy nos basemos en el contenido del aire para dar esta descripción, y no del suelo como antes (disciplina de la estratigrafía , excavaciones arqueológicas ), constituye un enfoque completamente innovador.
Louis Agassiz en 1837 fue el primero en plantear la hipótesis de una gran glaciación. Se dice que su teoría es monoglacialista porque afirmaba que solo había tenido lugar una glaciación en la superficie de la tierra. Sus observaciones se basaron en el movimiento de grandes rocas erráticas alejándose de sus sustratos iniciales bajo la acción del hielo.
Albrecht Penck y Eduard Brückner , de 1901 a 1909, revocaron la hipótesis mono-glacialista para proponer una hipótesis pluri-glacialista. Describen y nombran las grandes glaciaciones alpinas en honor a los afluentes del Danubio , a saber , Günz , Mindel , Riss y Würm . Si se ha utilizado durante mucho tiempo como referencia para el hemisferio norte, ahora se acepta que esta clasificación solo es válida a nivel regional del arco alpino. El desarrollo de métodos de datación basados en la radiactividad y el de la estratigrafía ha permitido demostrar científicamente que varias glaciaciones se habían sucedido en el Pleistoceno .
El astrofísico Milutin Milankovitch impulsará aún más las teorías sobre las glaciaciones publicando una teoría astronómica de los paleoclimas , que no será aceptada hasta 1976. Esta teoría establece que las grandes glaciaciones son provocadas por parámetros orbitales y que la cantidad de flujo solar impacta en el hemisferio norte es decisivo en el desarrollo de las capas de hielo . Su teoría ha sido probada por estratigrafía y datación radiométrica que ilustran que las variaciones de excentricidad desencadenan glaciaciones cíclicamente.
La capacidad de reconstruir la historia de la temperatura global hasta 650 000 años antes hace posible ahora un acercamiento entre la ciencia del clima y la ciencia histórica que no es de la mitología escatológica ni de la ideología humanista.
( grandes extinciones masivas en negrita)
Las fases anteriores a la historia de la humanidad se relacionan con la paleoclimatología . Permiten seguir, a lo largo de sucesivos periodos de glaciación , las variaciones ligadas al cambio climático que han afectado a suelos y especies, según su naturaleza. El ciclo del carbono ahora forma parte de él; la frecuencia de estudio de esta fase es, por tanto, comparable a la escala de tiempo geológico .
El ciclo del cambio climático está marcado por las últimas siete glaciaciones anteriores :
Los trabajos arqueológicos , sedimentológicos y palinológicos son las fuentes más confiables para aquellos tiempos, pero los desarrollos, graduales o repentinos, del clima también pueden ser documentados por la Glaciología , el arte rupestre o el estudio comparado de la mitología .
La invención de la escritura hace teóricamente posible registrar las variaciones climáticas por parte de los cronistas.
Desde la antigüedad hasta el año 1000, existían datos históricos escritos en varias regiones del mundo. Los datos meteorológicos estuvieron, por ejemplo, presentes en ciertos archivos (de sacerdotes romanos por ejemplo), pero estos casi todos desaparecieron hasta el período carolingio , salvo ejemplos específicos o difusos que los historiadores buscan recopilar en serie.
Ejemplos:
Son de dos tipos:
Las fuentes analísticas antiguas deben analizarse cuidadosamente para identificar, y si es posible comprender o corregir, las inconsistencias y, en particular, los errores cronológicos, frecuentes en el pasado, debidos a errores en las copias y cambios en los calendarios o marcos de referencia y "estilos" (cronistas medievales Rara vez comienza el año en enero o Semana Santa, hablamos del “estilo pascual” en este último caso, pero también estaba el “estilo de la Anunciación” , o el “estilo navideño” ). Asimismo, el inicio de las temporadas se fecha un mes antes que hoy, con la primavera a partir del 22 de febrero (Chaire de Saint-Pierre), el verano a partir del 22 de mayo (en Saint Urbain). El otoño comenzó en Saint Bartélémy el 24 de agosto y el invierno el 19 de noviembre en Sainte-Élisabeth). También hay varios días de diferencias entre el calendario gregoriano y el de Juliano. Así, una fecha de cosecha indicada el 24 de agosto corresponde de hecho a una cosecha realizada a finales de mes. La corrección gregoriana implica agregar + 6 días para fechas entre 1000 y 1100; + 7 días de 1100 a 1300 y + 8 días de 1300 a 1400. Se han observado errores debidos a estas diferencias de calendario y estacionales entre muchos meteorólogos que recopilan datos antiguos (Norlind, Britton, Easton, etc. según Pierre Alexandre) . Estos errores se encuentran en los diagramas producidos a partir de estos datos por R. Scherhag, A. Wagner, DJ Schove y H. Flohn
Quedan muchas lagunas por llenar. Por ejemplo, los anales mencionan claramente la inundación de París de 1286 , pero otra, acompañada por una hambruna, en 1407 (según el manuscrito de Munich Clm 11067 de perscrutator) se cita con menos frecuencia, olvidada por el historiador del clima, Pierre Alexandre señala Emmanuel Poulle efemérides meteorológicas, crónicas y otros anales de interés climatológico.
El enfriamiento puntual se puede explicar por erupciones volcánicas que aumentaron la nubosidad y las precipitaciones y no por una tendencia general del clima.
Las hambrunas a menudo se deben a guerras o epidemias ( peste ) y no son evidencia suficiente para establecer una anomalía climática.
También existen fabulaciones, exageraciones o testimonios sospechosos, en particular en fuentes secundarias, la vida de santos o historias de milagros o los testimonios de terceras manos. Deben detectarse cruzando las fuentes e índices conservados por los suelos o los anillos de crecimiento de los árboles utilizados en el pasado.
Por lo tanto, era posible cruzar los datos históricos y geográficos de Europa muestran un calentamiento en el XIII ° siglo, a continuación, enfriar el XIV ° siglo, con los cambios regionales y cronológicas sigue a refinar.
Pour les auteurs qui dressent des tableaux et graphes par années, une difficulté méthodologique est le choix de l'année à retenir pour dater une famine ou un évènement durant quelques mois et s'étendant sur la fin d'une année et le début de la siguiente, próximo. P Alexandre opta en este caso por retener el segundo año para evitar un efecto de duplicación.
Científicamente más fáciles de explotar los datos aparecen XVIII ° siglo después de la aparición de instrumentos científicos para la temperatura y la presión atmosférica medición. Observaciones meteorológicas cualitativos única fecha de la XVIII ª siglo.
Antes del trabajo de historiadores “reales” sobre estas cuestiones, las recopilaciones fueron realizadas por meteorólogos no entrenados en el análisis histórico crítico y multidisciplinario de las fuentes. Según E. Leroy Ladurie, “los únicos especialistas que podían hacerse cargo de la investigación, los historiadores medievales y modernistas, se han apartado; y ocuparse de los fenómenos naturales, como tales, parecía implícitamente indigno de su vocación de humanista ” . Pierre Alexandre ha rehecho así la obra de Émile Vanderlinden, para extraer información no hecha por "testigos dignos de fe" .
Para sobrevivir durante una fase glacial , las especies sometidas a demasiado frío deben migrar a las llanuras o acercarse al ecuador. Deben hacerlo tanto más porque son sensibles al frío, o sobreviven en poblaciones más pequeñas y, a veces, menos densas en regiones de refugio menos afectadas por el frío.
Una teoría vincula la extinción de los dinosaurios a una glaciación repentina correspondiente al final del Cretácico .
Los métodos de datación radiométrica que utilizan la disminución regular de la radiactividad de ciertos isótopos cuya vida media se conoce. Estos métodos no permiten el acceso directo a la información sobre climas pero constituyen fuentes fundamentales de información en la reconstrucción histórica de los paleoclimas .
El método de datación por uranio-torio proporciona resultados con grandes desviaciones estándar, pero permite fechar muestras muy antiguas. Por el contrario, la datación por carbono 14 es relativamente precisa, pero solo puede relacionarse con materiales orgánicos relativamente recientes. Dado que el carbono 14 está presente en el ciclo del carbono, en particular en forma de CO 2, su uso es muy frecuente y puede proporcionar información sobre la cantidad de CO 2 presente en un año determinado, lo que es muy relevante en el análisis de la historia del clima.
En latitudes medias, los sedimentos de los lagos son una fuente de información, especialmente en los lagos dimícticos , es decir que se mezclan dos veces al año. Los núcleos simples permiten el estudio de estratos de varvas (una varve es un “pareado” que representa un año de sedimentación ). En la primavera, los sedimentos son pálidos y provienen de los ríos que desembocan en el lago, mientras que en el invierno, las partículas oscuras y más finas se depositan allí. Las variaciones en el grosor de las varvas indican, por ejemplo, veranos largos o un invierno más frío. Si la secuencia de varvée va más hacia una varve predominante es porque el lago va más hacia un lado amíctico , es decir, cubierto de hielo todo el año y una única mezcla anual de agua.
La sucesión de capas de sustratos es un excelente indicador climático. Ofrece, por ejemplo (mediante la extracción de núcleos ) índices de transición de un entorno forestal a uno más árido o frío. Imaginemos un río en pérdida de velocidad y en proceso de agotamiento: en primer lugar, su zona pantanosa se extiende y es colonizada por el bosque que lo subyace. Entonces, la zona pantanosa está cada vez más colonizada por el bosque. Sin embargo, una desecación del clima hace que el bosque se vuelva más arbustivo y en forma de líquenes y se transforme más en una turbera , un lugar de descomposición de elementos vegetales. La sección estratigráfica puede ilustrar esta transición. Inicialmente, encontramos las arcillas , testigos del período más cálido y húmedo. Luego, encontraremos aluviones de terrazas fluviales, con restos vegetales. Luego vienen la madera y la turba , testigos del período más frío, mezclados con líquenes .
En el caso de un lugar bajo la influencia de una capa de hielo , estos restos podrían cubrirse con labranza , es decir rocas arrancadas, trituradas en gránulos finos y muy compactos, erigidos bajo la acción del hielo. Las morrenas también son facies que se encuentran en la parte delantera de las capas de hielo y a menudo se componen de hasta. Sin embargo, la erosión de una capa expuesta, bajo la acción del viento o del hielo, puede sesgar los resultados. También es posible fechar elementos vegetales como la madera y la turba para saber en qué fecha estaban presentes las condiciones ambientales del clima. También es posible comparar dos estratos, obtener fechas absolutas para cada uno de ellos y determinar cuánto tiempo tarda en producirse la transición.
Los pozos de las grandes capas de hielo presentes en los polos son muy buenas fuentes de indicaciones climáticas, ya que las polares de hielo hojas han estado en vigor desde hace miles de años. Por tanto, es una base de datos climática increíble que está atrapada en el hielo. Los pozos EPICA y Vostok en la Antártida o Groenlandia se realizan principalmente con el objetivo de reconstituir los paleoclimas. También es posible realizar la extracción de muestras de los océanos para comparar los resultados de la extracción de muestras de hielo y los océanos.
Las proporciones entre los dos isótopos naturales de oxígeno 16 O y 18 O también son muy interesantes de estudiar. El oxígeno 16 representa el 99,76% del oxígeno de la Tierra, mientras que el oxígeno 18 representa el 0,2%. Durante una glaciación, la relación 18 O / 16 O es menor en los glaciares y mayor en los océanos. El isótopo 16 O queda atrapado en el hielo y se evapora de los océanos, siendo el más ligero. A medida que el agua de las precipitaciones se inmoviliza como hielo durante una edad de hielo, el nivel del mar cae y las capas de hielo aumentan de volumen. Cuando el clima se calienta, el proceso se invierte. Los glaciares se están derritiendo y el oxígeno 16, más liviano que el 18, fluye hacia el océano, aumentando la relación 18 O / 16 O. En el océano el efecto es el contrario, la adición de oxígeno 16 debido al derretimiento de los glaciares, disminuye el 18 O / 16 O proporción y aumenta el nivel del mar.
El contenido de metano y dióxido de carbono del océano y los glaciares también es de interés. Durante una glaciación, el contenido de CO 2es bajo en la atmósfera y en los glaciares. Sin embargo, el agua fría incorpora toneladas de CO 2, por su bomba de calor y por la bomba biológica . Contenido de CO 2por lo tanto, está muy alto en el océano. En caso de calentamiento, el agua libera CO 2hacia la atmósfera, disminuyendo el contenido oceánico pero aumentando el contenido atmosférico. El agua es entonces menos productiva y menos rica en sales minerales. La actividad del metano es similar: cuando hace más calor, el contenido de metano es muy alto en la atmósfera, debido a la descomposición más fuerte. En el océano, es al revés: como la biomasa es más alta allí durante una edad de hielo, la descomposición también es más intensa allí.
Es posible realizar la datación isotópica en una capa de hielo o en un núcleo oceánico. Las burbujas de aire presentes en el interior del hielo se pueden fechar mediante el uso de isótopos . Asimismo, en los océanos se pueden fechar los organismos planctónicos , como los foraminíferos con caparazón de piedra caliza y las diatomeas con caparazón de sílice.