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Evolution temporelle du monoxyde de carbone (CO)

par Administrateur Un - 23 mars 2011 - ( maj : 27 mars 2015 )

Le monoxyde de carbone n’absorbe pas le rayonnement infrarouge terrestre et n’intervient donc pas directement dans le bilan radiatif. En revanche il s’agit du principal gaz réagissant dans l’atmosphère avec le radical hydroxyle OH. Ses teneurs vont donc conditionner au premier ordre la capacité oxydante de l’atmosphère. Son évolution temporelle nécessite donc d’être abordée pour étudier les relations chimie-climat au cours du temps. Par suite de ses teneurs très faibles, les analyses des concentrations en CO dans la glace ont été initiées au milieu des années 90 dans notre laboratoire. En 2010, nous avons étendu ces résultats au dernier 650 ans grâce à l’analyse de carottes de glace antarctique. Ces données, obtenues en collaboration avec l’Université de Stony Brook (NY États-Unis), ont révélé une diminution des teneurs atmosphérique en CO dans l’hémisphère sud pendant le Petit Age de glace, variation qui a pu être attribuée grâce à des mesures des signatures isotopiques du CO à une diminution de l’intensité des feux de biomasse (une source majoritaire de CO vers l’atmosphère). Ces mesures des rapports isotopiques du CO dans la glace polaire demeurent encore à ce jour uniques.

Wang et al., 2010 - Science

Plus récemment, nous avons développé un système analytique couplant la fonte en continu de barreaux de glace de section 3.4 x 3.4 cm, et la mesure en temps réel et à haute résolution des gaz extraits du mélange diphasique (eau et liquide) obtenu lors de cette fonte. Le méthane, mais également le monoxyde de carbone peuvent ainsi être détectés par spectrométrie laser. Nous utilisons des spectromètres OF-CEAS (Optical Feedback Cavity Enhanced Spectrometry), développés par l’équipe LAME du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPhy) et que nous optimisons pour notre application sur la glace. Cette approche innovante à pour le moment principalement été appliquée à des carottes du Groenland, notamment provenant du site de forage NEEM. Elle a permis de mettre en évidence des processus de production in-situ de CO dans la glace de NEEM. Le CO est donc produit au sein même du glacier, et cette production probablement chimique vient masquer le signal atmosphérique passé.

Faïn et al., 2014 - Climate of the Past

Pourtant, la mesure par couplage fonte en continu et spéctrométrie laser confirme que la glace du plateau antarctique, moins riche en matière organique et autres impuretés, n’est pas affectée par une telle production in-situ de CO. Si la glace de NEEM ne permettra pas de reconstruire les évolutions passées du CO atmosphérique, nous continuons donc à explorer d’autres sites groenlandais susceptibles de ne pas présenter ce type d’artefacts. Le site de Summit (Groenland Central) semble prometteur : une opération de forage dédiée à l’étude du CO atmosphérique passé y sera conduit en collaboration avec le groupe de Vas Petrenko (Université de Rochester - NY, Etats-Unis) en juin 2015.

Sous la tutelle de :

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tutellesCNRSUniversité Joseph Fourier