CHRONOLOGIE ET INTERPRETATION PALEOCLIMATIQUE DES ...

UNITE DE RECHERCHE GREAT-ICE Institut de Recherche pour le Développement LABORATOIRE DE GLACIOLOGIE ET GEOPHYSIQUE DE L’ENVIRONNEMENT UMR5183 Centre National de la Recherche Scientifique Université Joseph Fourier – Grenoble I 54, rue Molière – Domaine Universitaire BP96 38402 SAINT-MARTIN-D’HERES Cedex (France) ________________________________________ CHRONOLOGIE ET INTERPRETATION PALEOCLIMATIQUE DES FLUCTUATIONS DES GLACIERS DANS LES ANDES DE BOLIVIE (16°S) DEPUIS LE MAXIMUM DU PETIT AGE EMEGLACIAIRE (17 SIECLE) Antoine RABATEL Thèse de doctorat de l’Université Joseph Fourier – Grenoble I (Arrêtés ministériels du 5 juillet 1984 et 30 mars 1992) Spécialité : Géographie Physique Date de soutenance : 23 septembre 2005 Composition du jury : M. Max MAISCH Rapporteur Me. Valérie MASSON DELMOTTE Rapporteur M. Emmanuel LE ROY LADURIE Examinateur M. Christian VINCENT ExamBernard FRANCOU Directeur M. Philippe SCHOENEICH Co-directeur Avant-propos Avant-propos Evidemment, au départ, avec Bernard Francou on a commencé par parler montagne… le Briançonnais, les Ecrins, la Cordillère des Andes… Puis, le temps est venu de parler recherche, sujet de thèse, Petit Age Glaciaire, Bolivie. Ainsi je tiens à remercier tout particulièrement Bernard pour m’avoir proposé de travailler avec lui sur cette thématique nouvelle au sein de l’Unité de Recherche Great-Ice de l’IRD, pour m’avoir fait confiance, éclairé par son expérience et soutenu tout au long de ces trois années, tant par son suivi à distance, que par sa présence sur le terrain et son implication consciencieuse dans la préparation des colloques, rédactions des articles et du manuscrit. J’ai particulièrement apprécié les innombrables discussions que nous avons eu, crampons aux pieds, GPS à la main ou devant un verre de pisco ! Merci aussi à Philippe Schoeneich d’avoir accepté de co-diriger ce travail. Le regard averti du géomorphologue, lors de sa venue en 2004, sur chacune des marges proglaciaires des glaciers étudiés en Cordillère Royale fut riche d’enseignements. De même, sa lecture attentive du manuscrit, ses conseils tout au long de la thèse et son aide pour la préparation des TD de « géomorpho » que j’ai eu le plaisir d’encadrer m’ont toujours été profitables. Je tiens à remercier les membres du jury, Valérie Masson-Delmotte, Max Maisch, Emmanuel Le Roy Ladurie et Christian Vincent d’avoir accepté de porter un œil critique sur ce travail. Bien sûr, trois années de thèse, c’est beaucoup de collaboration. A ce propos, je tiens à remercier particulièrement Vincent Jomelli pour m’avoir accompagné tout au long de cette recherche. Instigateur de l’étude du PAG dans les Andes de Bolivie, et notamment de la lichenométrie, au sein de Great-Ice, c’est avec beaucoup de plaisir que j’ai arpenté inlassablement les moraines des glaciers boliviens à ses côtés, à la recherche des plus gros lichens ! Sans lui et sans la fine équipe des statisticiens « lichenomaîtres » – j’ai nommé Philippe Naveau, Daniel Cooley et Delphine Grancher qui ont développé la nouvelle méthode de traitement statistique des données lichenométriques – ce travail n’aurait pu aboutir. Merci donc à Delphine, Philippe et Daniel pour leur disponibilité et leurs lumières sur les subtilités de la méthode GEV. De même, Abraham Machaca fait partie des personnes clefs dans la réalisation de ce travail. Sa contribution pour la réalisation des cartes topographiques par restitutions photogrammétriques a été essentielle. Te agradezco mucho Abraham para todo este tiempo pasado sobre el « Planicom », frecuentemente de noche o los fines de semana por culpa del uso casi continuo de los aparatos por los cartógrafos del IGM. Mes remerciements vont tout aussi chaleureusement aux membres de l’IRD en Bolivie : Jean Vacher, Jeannette Gibon, Laurent, Marc, sans oublier Elsa, Nigma, Rocio, Cecilia, Liliam, Julio Cesar, Abdul et tous les autres qui facilitent grandement le travail quotidien en Bolivie. J’ai eu beaucoup de plaisir à collaborer avec les partenaires de l’IHH, Edson, Javier, José, et les expatriés Greaticien comme Robert et Philippe. Enfin, je ne saurais oublier l’ami Rolando, infatigable chófer et Alvaro, bien sûr, qui ont accepté avec joie de s’initier à la mesure des lichens… Ces deux années passées en Bolivie ont été pour moi un temps de découverte et un enrichissement personnel. Une thèse, c’est aussi un contexte administratif nécessaire. Pour cela, mes remerciements vont à Pierre Ribstein qui a soutenu ce projet de thèse dès le début, malgré un financement difficile à boucler au départ, et aussi à tous les membres de Great-Ice à Montpellier dont particulièrement Anne Coudrain et Bernard Pouyaud, sans oublier Christine, Alain, Yann et les autres. Le laboratoire de glaciologie de Grenoble a constitué un lieu de travail idéal pour ma dernière année de thèse. Je tiens par conséquent à remercier Michel Fily et Jérôme Chappelaz pour m’avoir permis de bénéficier de très bonnes conditions de travail. De même le personnel de l’Ecole Doctorale TUE et en particulier Martine Barraud et Anne Marie Boullier. Silvia et Herman Soruco ont grandement contribué au bien être quotidien en Bolivie, merci pour leur accueil chaleureux et leur soutien. Merci aussi à toute la bande des « franchustes », Hervé, Alexis, Aurélie, Zaki, Sophie, Fred, Virginie, Jean Charles, Eric, Annabelle…, et les amis boliviens : Carlos, Vania, Alvaro, Roberto, Denys, Paula y los demás. Un fuerte abrazo para Daniel y Vanessa avec qui j’ai eu le plaisir de passer beaucoup de temps ; votre amitié m’est très chère. Merci aussi à Mathieu, insatiable pourvoyeur d’animations en tout genre, aux compagnons d’escalade de toujours : Jean-jean, Dom, Pascal, Bertrand, Axel, D’Jé et tous les autres… et à tous les gens du LGGE avec qui j’ai partagé de bons moments, particulièrement Yves, les Patrick, Florent, Stefan, Cloé, la troupe des joyeux thésards, sans oublier Jean Pierre et Christian qui ont agrémenté les à-côtés scientifiques de ma thèse en me permettant de collaborer à leurs activités sur les glaciers alpins. Une mention particulière à Renaud, maître cartographe, habile utilisateur d’Autocad, toujours prêt à donner de son temps. Que le petit JB ne me tienne pas rigueur d’avoir accaparé son papa ! Je ne peux qu’associer à ces remerciements mon entourage et ma famille pour leur soutien, particulièrement mes parents qui m’ont encouragé tout au long de mes velléités universitaires. Un clin d’œil au « 122 élargi », pour les recherches sur Jeannot, les macarons et les relectures attentionnées. Enfin, un grand merci à Anne pour son attention, ses encouragements, sa compréhension et la patience dont elle a su faire preuve. Sommaire Sommaire Résumé ......................................................................................................................................... vi Abstract........ vii Resumen......viii Introduction. Pourquoi étudier le Petit Age Glaciaire dans les Andes tropicales ? ............... 1 Chapitre 1. Le Petit Age Glaciaire un phénomène inégalement étudié à l’échelle du globe.5 1.1. Le Petit Age Glaciaire sous les tropiques................................................................................ 6 1.1.1. Les pays andins ............................................................................................................... 7 1.1.1.1. L’Equateur .............................................................................................................. 7 1.1.1.2. Le Pérou.................................................................................................................. 8 1.1.1.3. La Bolivie 11 1.1.1.4. La Colombie et le Venezuela 13 1.1.2. Indonésie et Afrique...................................................................................................... 14 1.2. Le Petit Age Glaciaire sous les moyennes latitudes.............................................................. 16 1.2.1. Dans l’hémisphère nord ................................................................................................ 16 1.2.1.1. Les Alpes .............................................................................................................. 16 1.2.1.2. Scandinavie et Islande........................................................................................... 19 1.2.1.3. Amérique du Nord 20 1.2.1.4. Asie ....................................................................................................................... 20 1.2.2. Dans l’hémisphère sud .................................................................................................. 21 1.2.2.1. Andes du Chili et d’Argentine .............................................................................. 21 i Sommaire 1.2.2.2. Nouvelle-Zélande.................................................................................................. 23 1.3. Les causes probables du Petit Age Glaciaire......................................................................... 24 1.3.1. Agents de forçage externes au système océan–atmosphère .......................................... 25 1.3.1.1. Les variations d’éclairement solaire ..................................................................... 25 1.3.1.2. Le volcanisme ....................................................................................................... 28 1.3.2. Agents de forçage internes au système océan–atmosphère........................................... 30 1.3.2.1. Les gaz à effet de serre : le forçage anthropique................................................... 30 1.3.2.2. La circulation thermohaline .................................................................................. 31 1.3.3. Combinaison des différents forçages .............................