Compréhension et modélisation du climat d'Afrique centrale au miocène supérieur : application au bassin hydrographique du Tchad

Modelling the Central African climate during the late miocene emphasis on the Tcad hydrological basin

• Auteur / Autrice : Pierre Sepulchre
• Direction : Michel Brunet, Gilles Ramstein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terres solides et enveloppe superficielle
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tchad

Hominidés

Néogène

Modèles mathématiques

Paléoclimatologie

Résumé

Le bassin hydrographique du Tchad est le lieu de découvertes paléontologiques de premier ordre. Les fossiles, tout comme les données sédimentaires, traduisent des occurrences répétitives de phases humides (menant à des épisodes de marécages et de lacs géants) et arides depuis le Miocène supérieur (7 Ma) dans ce qui est désormais un désert. L’utilisation d’un modèle de circulation atmosphérique global (AGCM) a permis d’appréhender les grands mécanismes climatiques ayant influencé l’évolution hydrologique du bassin tchadien. Dans un premier temps, des expériences réalistes montrent l’importance jouée par l’insolation et les températures de surface du golfe de Guinée dans l’établissement d’un bilan hydrologique positif sur le bassin tchadien, via une migration septentrionale de la zone de convergence intertropicale (ITCZ). Les premières étapes du développement d’un modèle de lac dédié à ce bassin hydrographique ont été réalisées, afin de comprendre la rétroaction de grandes surfaces d’eau libre sur le climat régional, et sur l’éventuel maintien de conditions humides sur le bassin. L’aspect de la tectonique a été lui aussi abordé, par l’intermédiaire de simulations de sensibilité à l’évolution de la topographie liée au Rift est-africain. L’impact à l’Ouest et à l’Est du continent, en terme de circulation atmosphérique et de précipitations, à été quantifié, montrant qu’au premier ordre, la topographie est-africaine, s’il elle a directement influencé l’évolution des paléoenvironnements à l’Est, n’a pas joué de rôle déterminant pour le climat à l’Ouest, celui-ci étant principalement influencé par la circulation de mousson d’Afrique de l’Ouest.

Numerous fossil discoveries and sedimentological records in Chad revealed alternating arid and humid phases (leading to giant lacustrine areas) over Chad basin during the late Miocene (ca 7 Ma). Using an Atmospheric Global Circulation Model, we assessed the atmospheric mechanisms and the forcing factors involved in this climatic pattern. We showed that cold Sea Surface Temperatures were necessary to reinforce West African monsoon, move northward the Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ), and set a positive hydrological balance over Chad. To understand the feedback of a giant lake area on the regional climate, we made the first steps of the implementation of a code dedicated to lake and swamp surfaces in the AGCM. Moreover, with sensitivity experiments to topography, we assessed the tectonics impact, regarding the East African Rift System, and showed that it played a crucial role in East Africa aridification, whereas its impact on central and western Africa, including Chad basin, seems negligible