The end of the Pleistocene marked a turning point for the Earth system, as climate gradually emerged from millennia of severe glaciation in the Northern Hemisphere. It is widely known that the deglacial climate change then was accompanied by an unprecedented decline in many species of large terrestrial mammals, featuring among others the near-total eradication of the woolly mammoth. Due to a herbivorous diet that involved the grazing of a large number of trees, their extinction is thought to have contributed to the rapid and well-documented expansion of dwarf deciduous trees in Siberia and Beringia, which in turn would have resulted in a significant reduction in surface albedo, leading to an increase in global temperature.In this study, we use the UVic ESCM to simulate various scenarios of the megafaunal extinctions, ranging from the catastrophic to more realistic cases, in order to quantify their potential impact on the climate system, and investigate the associated biogeophysical feedbacks between the growing vegetation and rising temperatures. The more realistic experiments include sensitivity tests based on the timing of extinction, tree clearance ration, and size of habitat, as well as a gradual extinction and a simulation involving free (non-prescribed) atmospheric CO2. Overall, most of the paleoclimate simulations and the sensitivity tests yield results that correspond well with our intuition. For the maximum impact scenario, we obtain a surface albedo increase of 0.006, which translates into a global warming of 0.175°C; these numbers are comparable in magnitude to those in similar studies. / La fin de l'époque du Pléistocène est une étape importante de l'histoire climatique de la Terre. En effet, c'est lors de cette période mouvementée que notre planète s'est pour une ultime fois libérée des conditions glaciales qui perduraient depuis des dizaines de millénaires, et souvent marquées par la présence d'imposante calottes glaciaires dans l'hémisphère nord. Il est bien connu que ce changement climatique fut également accompagné d'un déclin sans précédent de plusieurs espèces de grands mammifères terrestres, y compris une extermination rapide et brutale du mammouth laineux. En raison d'une diète composée en partie de végétaux provenant d'arbres prolifiques durant cette période, il y a de fortes raisons de croire que les ceux-ci auraient pu contribuer au maintien d'une faible densité forestière au sein de leur habitat. Par conséquent, leur extinction aurait contribué à une rapide émergence d'une variété de petits arbres feuillus tant en Sibérie qu'en Béringie, provoquant par la même occasion une réduction considérable de l'albédo de surface, qui à son tour aurait entrainé une augmentation globale de la température.L'objectif visé par cette étude est de quantifier l'impact potentiel qu'aurait pu avoir une extinction majeure de la mégafaune sur le climat de la Terre, par le biais d'une modification de la carte végétale menant à une hausse de la température. Afin d'examiner en détail la rétroaction de processus biogéophysiques à ce changement de température, nous employons le modèle de complexité intermédiaire de l'Université de Victoria (UVic) avec des scénarios plus ou moins réalistes, dont une catastrophe aux proportions exagérées servant à déterminer les limites de que peut offrir le modèle UVic. Parmi les cas plus terre-à-terre figurent quelques tests de sensibilité menés sur des paramètres tels que le taux de déboisement des mammouths, la grandeur de leur habitat, ainsi que l'année de leur extinction. D'autres expériences ayant été menées portent sur un étalement graduel d'un déclin des populations de mégaherbivores, ainsi qu'une simulation laissant libre cours aux échanges de carbone entre l'atmosphère et les autres constituants du système climatique, en autres mots une libre variation du niveau de CO2 dans l'atmosphère.En général, nous obtenons des résultats qui se conforment assez bien avec ceux d'études similaires. Dans le cas d'un scénario catastrophique, nous enregistrons une baisse de l'albédo terrestre équivalent à un peu moins de 0.006, donnant lieu à une hausse de la température se chiffrant à 0.175°C globalement. Quant aux expériences plus réalistes, les résultats en très grande majorité confirment notre intuition.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110760 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Brault, Marc-Olivier |
| Contributors | Jaime Palter (Internal/Supervisor), Lawrence A Mysak (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Atmospheric and Oceanic Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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