Constraints on the carbon dioxide (CO2) deglacial rise based on its stable carbon isotopic ratio (δ13CO2)

• Main Author: Lourantou, Anna
• Other Authors: 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), Université Joseph-Fourier - Grenoble I, Jérôme Chappellaz([e-mail]), EPICA/MIS, INSU QUEST DESIRE, GREENCYCLES
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2008
• Subjects: CO2; cycle du carbone; déglaciations; carottes des glaces; isotopes stables; paléoclimatologie; cycles biogéochimiques; Antarctique; Termination I; Termination II; bulles; clathrates; expérimentation; carbon cycle; ice cores; stable isotopes; paleoclimatology; biogeochemical cycles; Antarctica; bubbles; [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology; [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences; Antarc*; Antarctique*; antartic*; EPICA; Southern Ocean
• Online Access: https://theses.hal.science/tel-00370658; https://theses.hal.science/tel-00370658/document; https://theses.hal.science/tel-00370658/file/PhD_manuscript_AL.pdf

The present work is based on the measurement of carbon dioxide (CO2) and its stable isotopic ratio δ13CO2 in air bubbles trapped in polar ice (EPICA core, Dome C, in Antartica, EDC). We focus on rapid transitions from glacial to interglacial periods. δ13CO2 allows the partitioning of the origin of CO2 between oceanic and terrestrial sources. This study documents with high temporal resolution the evolution of CO2 and δ13CO2 during the two last deglaciations. The last deglaciation is characterized by an increase of 80 ppmv CO2, coeval with a decrease of 0.6 ‰ in δ13CO2. Larger amplitudes were observed during the penultimate deglaciation (+110 ppmv CO2 with a 0.9 ‰ decrease in δ13CO2). The measurements, interpreted with two carbon cycle models (BOXKIT and BICYCLE) are consistent with the following scenario. First, a Southern Hemisphere warming triggers an increase in atmospheric CO2. This provokes a biological and physical reorganization of the Southern Ocean which reduces δ13CO2. Last, this reorganization propagates to the north with a delayed impact of terrestrial biosphere during the Bølling/Allerød (B/A). These results obtained for the first time from the EDC core allowed to propose a scenario on the causes of deglaciations. A series of tests, based on ice of different properties, provided a validation of our extraction method. Ce travail de thèse est basé sur la mesure du dioxyde de carbone, CO2, et de son isotopologue stable δ13CO2 dans les bulles d'air emprisonnées dans la glace polaire (carotte EPICA Dome C en Antarctique, EDC). On s'intéresse aux transitions rapides entre périodes glaciaires et interglaciaires. Le δ13CO2 permet de départager l'origine du CO2 entre les sources océaniques ou terrestres. Cette étude documente à haute résolution temporelle l'évolution du CO2 et du δ13CO2 pendant les deux dernières déglaciations. La dernière déglaciation est caractérisée par une augmentation en CO2 de 80 ppmv, accompagnée par une diminution en δ13CO2 de 0.6 ‰. Des amplitudes plus importantes sont observées ...