Can we explain atmospheric carbon dioxide oscillations during the past 400,000 years?

The aim of this paper is to explain observed correlations between temperature and carbon dioxide concentrations in Antarctic ices. Chemical characteristics of the carbonate system, biological and calcium carbonate pumps between superficial and deep ocean, CCD and lysocline allow a satisfactory representation of the present ocean. Sediment studies show that the biological pump was more efficient in glacial times and that the lysocline was at about the same depth. It is then possible to reconstruct the carbonate system at this period. The question is then to identify the processes involved in the carbonate system change: increase of deep phosphate concentration, decrease of coral reefs, increased competition of siliceous organisms versus calcareous ones, input of iron-rich dust in Southern ocean. None of these propositions allows a satisfactory explanation.

RésuméPeut-on expliquer les oscillations de la teneur en dioxyde de carbone de l’atmosphère durant les 400 000 dernières années ? Cet article cherche à expliquer les corrélations entre teneur en dioxyde de carbone et température observées dans les glaces Antarctiques. Les caractéristiques chimiques du système carbonate, les pompes biologique et calcaire entre océan superficiel et océan profond, et la profondeur de compensation des carbonates (et la lysocline) permettent une représentation satisfaisante de l’océan actuel. Les études des sédiments de l’époque glaciaire semblent montrer que la pompe biologique était plus efficace à cette époque, alors que la lysocline se situait sensiblement à la même profondeur ; avec ces informations, on peut reconstituer le système carbonate de cette époque. La question se pose alors d’identifier le(s) processus permettant de passer d’un état du système carbonate à l’autre. Aucune des différentes hypothèses : augmentation du phosphore profond, diminution des récifs coralliens, compétition accrue des organismes siliceux par rapport aux organismes calcaires, rôle des poussières riches en fer dans l’océan austral ne permet de réaliser ce passage, pas plus qu’une de leurs combinaisons.