Carbone-14 et environnement global : variabilité naturelle et apports anthropiques

Radiocarbon and the global environment: natural variability and the human influence

Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, UMR CEA-CNRS 1572, 91191 Gif-sur-Yvette, France

Reçu : 20 Mars 2003
Accepté : 28 Mai 2003

Résumé

Les variations passées du carbone-14 atmosphérique peuvent être reconstruites sur les derniers 50 000 ans par l'étude des différences entre âges carbone-14 et âges calendaires. Liées en premier lieu à la modulation géomagnétique du taux de production du ¹⁴C par le rayonnement cosmique et aux variations d'origine climatique du stock de ¹⁴C océanique, ces variations ont atteint un facteur 2 au début du paléolithique supérieur. Des variations de même amplitude ont été provoquées par les essais nucléaires militaires des années 50 et 60. La contribution cumulée de l'industrie nucléaire depuis ses débuts jusqu'à nos jours est de l'ordre d'un centième des quantités relâchées dans l'environnement par les retombées des explosions nucléaires atmosphériques. Représentant annuellement 14 % du taux de production naturel de ¹⁴C, cette contribution au rapport isotopique ¹⁴C/¹²C est actuellement contrebalancée par l'effet de dilution du ¹⁴C par les émissions de CO₂ fossile (effet Suess).

Abstract

Radiocarbon and the global environment: natural variability and the human influence. Over the last 50,000 years, atmospheric ¹⁴C changes can be reconstructed from the difference between ¹⁴C and calendar ages. The two main causes responsible for the observed changes in atmospheric ¹⁴C are the modulation of the ¹⁴C production rate by the geomagnetic field and the modification of the carbon-14 oceanic budget by climatic changes. Atmospheric ¹⁴C was higher by a factor of 2 at the onset of the upper Paleolithic. Variations of similar amplitude were recorded in the 50's and early 60's, following the atmospheric detonation of nuclear bombs. The cumulative contribution of nuclear industry from its start to now is of the order of 1/100 of the bomb 14C inventory. Representing annually 14% of the ¹⁴C natural production rate, this contribution to the ¹⁴C/¹²C isotopic ratio is presently counterbalanced by the dilution effect of the fossil CO₂ emissions (Suess effect).