Analyse des sédiments
Ou qu'apprend-on grâce à l’étude des sédiments qui composent les carottes ?
Cette page a été réalisée en recensant l’intégralité des éléments évoqués sur ce sujet dans le journal de bord, ainsi que dans les réponses adressées aux enfants des écoles qui ont participé au projet ACCLIMATE.
Nous sommes très contents de la qualité des sédiments prélevés. Les progrès sur le système de carottage permettent d’obtenir des sédiments moins déformés. C’est très important pour connaître l’âge des sédiments et donc à quelle période, et à quelle vitesse, se sont produits les changements climatiques passés. Nous sommes aussi très fiers d’avoir pu carotter à 53°S. Ce n’était pas facile à cause de la météo et des vagues. Evidemment, on aurait bien aimé pouvoir carotter davantage, mais c’est déjà très bien. » (Extraits de la réponse aux élèves de la classe de CM1-CM2 de l’école Etienne Tailhan à Palaiseau, 17 mars).
Vous allez savoir quoi avec les carottes sédimentaires ?
La première chose que l’on va savoir c’est quel type de sédiment il y a en profondeur, si une carotte fait 43m on va pouvoir regarder les différentes couches depuis le fond de la mer (top de la carotte) jusqu’à la base (bottom) qui serait à 43m. Dans celle qu’on a récupéré hier (elle a été baptisée MD16-3515), les premières couches (les moins profondes) étaient très liquides avec une forte concentration d’organismes microscopiques en silice qui portent le nom de diatomées (voir l’image). Plus on allait vers la base de la carotte, plus le sédiment était tassé. L’aspect était gris et verdâtre avec des foraminifères (un autre type d’organisme microscopique). On va pouvoir faire une relation entre la couleur du sédiment et les températures du passé. On va ainsi connaître l’âge des sédiments, la vitesse de sédimentation, la quantité de sédiments déposée en une période de temps donnée.
Plusieurs analyses nous permettent de connaître la composition du sédiment : Calcium, Fer, Silice, Carbonne, Oxygène... l’ensemble des éléments chimiques qui le constitue. La combinaison de tous ces éléments va permettre de connaître un tas d’information : température de l’air, de l’eau, la circulation océanique, les courants, le type de paysage à une époque donnée. C’est ce qui s’appelle la paléoclimatologie.
Si on regarde bien dans le sédiment, on peut y voir l’infini... (Extraits de la réponse aux enfants du Centre de loisirs du Jaunais à Rezé, 11 mars)
Comment pouvez-vous déterminer le climat à partir des carottes ?
Plusieurs machines nous permettent d’analyser les sédiments et nous avons pleins de données de couleur, d’aspect, de composition chimique, de composition en microfossiles. La combinaison de toutes ces informations permet de connaître des éléments des climats passés : température de l’air, de l’eau, circulation océanique, courants...
A partir de ces résultats, et de ceux trouvés à partir d'autres carottes à d'autres endroits du globe, on peut reconstituer l'histoire du climat en différentes régions de la planète et on peut faire des hypothèses pour expliquer ces changements climatiques passés. A partir de ces informations, on connaît mieux comment et pourquoi le climat change et cela nous aide à anticiper les climats futurs, dans lequel vivrons nos enfants et petits-enfants. Peut-être également que cela nous poussera à faire attention à notre environnement d’aujourd’hui et de demain. (Extraits de la réponse à l’école Roger Ferdinand à Palaiseau, 11 mars)
Est-ce que vous avez trouvé des fossiles ?
On trouve dans les sédiments des fossiles de foraminifères et de diatomées. Ce sont deux espèces microscopiques qui font penser à, mais ne sont pas, de tout petits coquillages. Les coquilles de diatomées sont composées de silices et celles de foraminifères de calcaire.
Ces fossiles s’observent sur le binoculaire, une sorte de microscope. (Extrait de la réponse à la classe de CE1B de l’école Ouche-Dinier à Rezé, 4 mars)
Est-ce que vous avez trouvé des traces de foraminifères dans la 1ère carotte ?
Nous avons observé des foraminifères dans les premiers prélèvements comme vous pouvez le voir sur la photo. Quelle quantité ? Nous le saurons quand toutes les parties de la carotte seront analysées. Nous n’aurons pas ce résultat pendant la campagne. (Extrait de la réponse aux élèves de la classe de CE2-CM1 de l'école Puy de Nelle à Champniers, le 5 mars)
Foraminifères
Est-ce que vous avez trouvé beaucoup d'espèces différentes de plancton dans votre 1ère carotte ?
Pour cela aussi, il va nous falloir des analyses plus poussées que nous ferons après notre retour. Il y a plusieurs familles de foraminifères (voir tableau). (Extrait de la réponse aux élèves de la classe de CE2-CM1 de l'école Puy de Nelle à Champniers, le 5 mars)
Pouvez vous nous envoyer des photos du laboratoire ?
Le sédiment circule dans quatre espaces de travail pour être analysé. Les machines ont des noms un peu bizarres mais que les scientifiques connaissent bien : un espace de travail où l’équipe scientifique observe d’abord les sédiments récoltés avec une machine naturelle : l’œil nu. Sans microscope, ni rien du tout. Puis avec une loupe binoculaire.
Loupe binoculaire
Au contact de l’air, certaines couleurs du sédiment vont disparaître. Les scientifiques prennent donc une photo. Ils utilisent un appareil photo un peu spécial qu’on appelle spectrocolorimètre. Il permet de capter précisément toutes les nuances de couleurs.
A l'aide d'une machine, le "XRF Core Scanner," la composition du sédiment est mesurée, en ce qu’on appelle des éléments majeurs : le calcium, l’aluminium, la silice, etc. Cela aide à comprendre, par exemple, s’il y a beaucoup de coquilles (micro fossiles) dans le sédiment.
Pour résumer, s’il y a beaucoup de calcium, c’est qu’il y a beaucoup de coquilles. Et s’il y a beaucoup de coquilles, cela indique qu’il faisait plus chaud à l’époque.
Une autre machine, le Multi Sensore Track (MST), mesure la densité, la porosité, la susceptibilité magnétique. Cela donne beaucoup d’information.
Le XRF Core scanner
Une autre machine s’appelle Picarro : elle a été spécialement embarquée pour cette campagne. Elle mesure la composition isotopique de l’eau (Oxygène 18 et Oxygène 16 notamment). (Voir les explications sur la composition isotopique en fin de la page "Météo")
Un autre espace de travail sert à conditionner l’eau récoltée dans des toutes petites bouteilles d’eau. C’est simple mais ça demande un peu de temps.
Bouteille d’échantillonnage d’eau
Un autre espace sert à échantillonner les sédiments récoltés par un autre type de carottier : le carottier multitube (voir explications techniques à la page « Les carottiers »). (Extraits des réponses à la classe de CE1A de l’école Ouche-Dinier à Rezé, 4 mars)
Un multitube au repos
Avez-vous trouvé des animaux morts dans les carottes ?
Il n’y a pas d’animaux morts dans les sédiments en profondeur. Les couches sédimentaires que nous prélevons datent de plusieurs dizaines de milliers d’années. On en trouvera éventuellement en surface. Dans les sédiments, on trouve des squelettes d’organismes microscopiques et éventuellement des bactéries vivantes ou mortes. (Extrait de la réponse aux élèves de la classe de CM1-CM2 de l'école Roger Ferdinand à Palaiseau, 11 mars)
Les carottes sont-elles fragiles ?
On peut dire que le sédiment est assez fragile. Il faut faire attention à ne pas le contaminer (voir ci-dessous) et surtout à ce qu’il reste à sa place dans le tube, ce qui est assez difficile s’il est trop liquide. En revanche, on utilise du plastique solide pour contenir ce sédiment et le transporter en toute sécurité. (Extrait de la réponse aux élèves de CM1-CM2 de l'école Etienne Tailhan à Palaiseau, le 14 mars)
L’avenir des carottes
Les carottes seront stockées à Gif-sur-Yvette dans un endroit où elles se conservent bien, une grande cave que nous appelons carothèque. Elles seront analysées par l’équipe de Claire jusqu’à la fin de son projet (2019) mais elles pourront aussi servir bien après, tant qu’il restera du sédiment ! On utilise parfois du sédiment prélevé il y a 10 ou 20 ans. On préfère tout de même des carottes récentes, qui sont mieux préservées et moins perturbées par le système de carottage, qui a fait beaucoup de progrès. (…) (Extrait de la réponse aux élèves de la classe de CM1-CM2 de l'école Etienne Tailhan à Palaiseau, 17 mars)
