The role of permafrost soils in the global carbon-cycle on the timescales of centuries to multi-millennia. A modelling study

• Main Author: Crichton, Katherine
• Other Authors: Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 ), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Marie Curie International training Network, Grenoble University, Jerome Chappellaz
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2014
• Subjects: carbon cycle; permafrost; paleoclimate; earth system modelling; climatology; paleoceanography; Cycle carbone; pergélisol; Climatologie; Paleoclimat; [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology; [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes; Southern Ocean; Ice; ice core
• Online Access: https://hal.univ-grenoble-alpes.fr/tel-01148775; https://hal.univ-grenoble-alpes.fr/tel-01148775/document; https://hal.univ-grenoble-alpes.fr/tel-01148775/file/COMPLETE%20final%20version%20thesis.pdf

The cause of the fast rise in atmospheric CO2 concentration seen in ice core data during the last glacial termination is not fully understood. Most studies indicate the deep Southern ocean as a possible source of this carbon released to the atmosphere. In this study, the role of high carbon soils associated with permafrost is considered. We found that changes in summer insolation in high northern latitudes resulted in a permafrost thaw, that then released carbon to the atmosphere, causing the atmospheric CO2 to rise. This mechanism would have been active during all insolation cycles. The extent of ice sheets on the land was found to be a strong controller for the permafrost-carbon response. The deep Southern ocean still had an important role to play for atmospheric CO2 concentrations. The permafrost-carbon mechanism significantly changed the carbon cycle response to climatic changes. It also improved the match between model output and data. La cause de l'augmentation rapide de CO2 atmosphérique observée sur les données des carottes de glace au cours de la dernière terminaison glaciaire n'est pas entièrement comprise. La plupart des études indiquent l'océan australe profond comme une source de carbone dans l'atmosphère. Dans cette étude, le rôle des sols riches en carbone associés au pergélisol est étudier. Nous avons trouvé que les changements de l'insolation d'été dans les hautes latitudes ont abouti à un dégel du pergélisol, que puis relâché carbone dans l'atmosphère, provoquant le CO2 atmosphérique à la hausse. Ce mécanisme aurait été actif durant tous les cycles d'insolation. L'étendue des calottes glaciaires sur la terre a été trouvé comme contrôleur important pour la réponse pergélisol-carbone. L'océan australe profond avait encore un rôle important à jouer. Le mécanisme pergélisol carbone a modifié fortement la réponse du cycle du carbone. Il a également amélioré le correspondance entre la modèle et les données.