Les changements climatiques et environnementaux passés peuvent être reconstitués à partir d’archives paléoclimatiques telles que les carottes de glace, les carottes de sédiments lacustres et marins, les spéléothèmes, les cernes d’arbres et les coraux. La datation de ces archives naturelles est cruciale pour décrypter la séquence temporelle des événements et les rythmes des changements au cours des variations climatiques passées.
Elle est également essentielle pour fournir des estimations quantifiées des erreurs absolues et relatives associées aux chronologies déduites.
Nous présentons ici Paleochrono-1.1, un nouveau modèle probabiliste permettant de produire une chronologie commune et optimisée pour plusieurs sites paléoclimatiques, potentiellement basés sur différents types d’archives. Paleochrono-1.1 repose sur l’inversion d’un modèle d’archivage intégrant un taux de dépôt variable (également appelé taux de croissance, taux de sédimentation ou taux d’accumulation) ainsi que, pour les carottes de glace, une profondeur de piégeage de l’air (les bulles d’air étant emprisonnées dans la glace à environ 50–120 m sous la surface en l’absence de fonte significative) et une fonction d’amincissement (du fait de l’écoulement de la glace des glaciers).
Paleochrono-1.1 intègre plusieurs types d’informations chronologiques : des connaissances préalables sur le processus d’archivage, des horizons datés indépendamment, des intervalles de profondeur de durée connue, des liens stratigraphiques non datés entre les enregistrements, ainsi que, pour les carottes de glace, des observations de Δdepth (différences de profondeur entre des événements enregistrés simultanément dans les phases gazeuse et solide d’une même carotte). L’optimisation est formulée comme un problème de moindres carrés, en supposant que toutes les densités de probabilité sont quasi gaussiennes et que le modèle est presque linéaire à proximité de la solution optimale.
Paleochrono-1.1 est le successeur d’IceChrono, qui produit des chronologies communes et optimisées pour les carottes de glace. Paleochrono-1.1 surpasse IceChrono en termes d’efficacité computationnelle, de facilité d’utilisation et de précision. Nous démontrons les capacités de Paleochrono-1.1 dans une expérience impliquant uniquement le spéléothème MSL de la grotte de Hulu (Chine) et comparons le modèle d’âge résultant avec les modèles d’âge de la version 2 de la Synthèse et Analyse des Isotopes des Spéléothèmes (SISALv2). Nous illustrons ensuite les capacités multi-archives de Paleochrono dans une nouvelle expérience de datation combinant des carottes de glace et des spéléothèmes, en intégrant les données de l’Antarctic Ice Core Chronology 2023, basées sur les enregistrements de cinq carottes de glace polaires, avec des données issues de deux spéléothèmes de la grotte de Hulu, datés grâce à des techniques radiométriques uranium/thorium.
Auteurs: F. Parrenin, M. Bouchet, C. Buizert, E. Capron, E. Corrick, R. Drysdale, K. Kawamura, A. Landais, R. Mulvaney, I. Oyabu, S.O. Rasmussen
Geosci. Model Dev., 17, 8735–8750, https://doi.org/10.5194/gmd-17-8735-2024