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Un cycle de 400000 ans et future période glaciaire

L’explication des alternances entre périodes glaciaires et interglaciaires, qui dans l’histoire de la Terre sont caractéristiques de la seule période quaternaire, a été proposée dans les années 1910 par le mathématicien serbe Milutin Milankovich, qui s’est intéressé à l’orbite de la Terre autour du soleil. Milankovich découvre trois cycles orbitaux principaux d’une périodicité de 20’000, 41’000 et 100’000 ans.

Le premier cycle, qui concerne l’excentricité de l’orbite terrestre autour du soleil, a une durée de 100’000 et 400’000 ans. Lorsque l’orbite terrestre est presque circulaire, la distance entre la Terre et le soleil est la même en toute saison, ce qui affaiblit le contraste saisonnier. Lorsque l’orbite est plus elliptique, le contraste saisonnier est plus accentué.

excentricité de l'orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flèches rouges

excentricité de l’orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flèches rouges

La mécanique céleste permet également d’obtenir, à une précision plus faible que celle des éphémérides valables sur quelques siècles, l’évolution des orbites planétaires sur de très longues durées de l’ordre de plusieurs millions d’années. On constate ainsi que l’excentricité de l’orbite terrestre subit de larges variations formées de nombreux termes périodiques dont les plus importants ont des périodes voisines de 100 000 ans, et pour l’un d’eux, une période de 400 000 ans. Les travaux de l’Institut de mécanique céleste, depuis les années 1970, ont permis de confirmer définitivement l’hypothèse astronomique des variations climatiques de la Terre au cours de l’ère quaternaire. Les paléoclimatologues montrent en effet la corrélation entre les variations des éléments de l’orbite terrestre et les grandes glaciations du quaternaire. L’orbite circulaire de la Terre correspond à une glaciation et une orbite elliptique à une période chaude. La grande précision de la mécanique céleste offre ainsi une horloge à la paléoclimatologie en lui donnant les dates des glaciations et des périodes interglaciaires.

Contrairement aux variations de l’inclinaison et de la précession des équinoxes qui ne font varier que la répartition saisonnière de l’insolation aux différentes latitudes, les variations de l’excentricité modifient la distance moyenne de la Terre au Soleil. Sur une année, la Terre reçoit moins d ‘énergie lorsqu’elle décrit une orbite circulaire. L’impact sur l’insolation reste cependant très modeste. Les variations sont de l’ordre de 0,1% ce qui entraîne une variation de la température moyenne du globe de quelques dixièmes de degrés.

L’interglaciaire d’il y a 420 000 ans, intéresse beaucoup les savants pour une double raison : d’une part une durée exceptionnellement longue (entre 28 000 et 50 000 ans), d’autre part la proximité de ses conditions astronomiques avec notre Holocène. Il a contribué à atténuer l’idée, courante jusque là, que notre interglaciaire (10 000 ans, ce qui est la durée moyenne) serait condamné à se terminer bientôt. C’est également des périodes de réchauffements avec un climat stable et chaud.

excentricité de l'orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flèches rouges

excentricité de l’orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flèches rouges

En 1976, Nick Shackleton reprend la méthode d’Emiliani pour démontrer que les variations climatiques correspondent bien aux cycles de Milankovitch, mais sans qu’on puisse expliquer pourquoi, depuis 400 000 ans, ce sont les cycles liés à l’excentricité (100 000 ans) qui paraissent commander les glaciations, alors qu’avant c’était plutôt l’inclinaison de l’axe (40 000 ans).

Une modélisation du climat et des variations du climat et des variations du volume des glaces au cours des 130 000 prochaines années a été réalisée par les chercheurs de l’université de Louvain ; parmi les différentes hypothèses étudiées par les auteurs, 2 scénarios d’évolution du CO2 peuvent être envisagés : une évolution identique à celle des derniers cycles glaciaires/interglaciaires, et une évolution tenant compte des émissions humaines de CO2.

Les 2 hypothèses mèneraient à un refroidissement dans 50 000 ans et il faudrait attendre 100 000 ans pour atteindre un prochain maximum glaciaire.
Ainsi, l’interglaciaire actuel pourrait être exceptionnellement long, et même indépendamment de l’action des activités humaines sur le climat.

excentricité de l'orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flêches rouges

excentricité de l’orbite terrestre sur 400000 ans repérée par les flêches rouges

Une nouvelle étude et un nouvel âge glaciaire dans seulement 1 500 ans ?

Mais c’était sans compter sur de nouveaux calculs effectués par une équipe internationale pilotée par Chronis Tzedakis à l’University College London (UCL).

En se basant sur les signes précurseurs d’un changement de cycle via l’analyse des changements brusques de températures au Groenland et en Antarctique, ces scientifiques ont identifié une période (nommée Marine Isotope Stage 19c – ou MIS19c) similaire à la nôtre (même quantité d’énergie solaire reçue), il y a 780 000 ans. A ce moment, des changements profonds des courants océaniques eurent lieu, précipitant la Terre dans une nouvelle période glaciaire.
Ainsi, par analyse des signes précurseurs passés, la prochaine période glaciaire ne devrait pas apparaître dans quelques dizaines de milliers d’années mais dans seulement… 1 500 ans, c’est à dire demain, à l’échelle de l’histoire climatique de la Terre !

Le professeur Tzedakis a déclaré : « l’incertitude concernant l’imminence d’un hypothétique âge glaciaire découle de la faiblesse inhabituelle du rayonnement solaire minimum en été, ce qui caractérise la situation actuelle. »

Or, les chercheurs ont constaté que le début de l’ère glaciaire qui s’est produit il y a environ 780 000 ans, s’est amorcé dans les mêmes conditions de rayonnement solaire qu’actuellement. Toutefois, à cette époque, un facteur de taille n’était pas le même qu’aujourd’hui : il s’agit de l’impact des activités humaines.

Adaptation de la Terre du Futur

Extrait et sources : http://acces.ens-lyon.fr/https://media4.obspm.fr/ / https://www.unifr.ch/ / Sources : Sylvain Coutterand, Sylvain Jouty « Glaciers mémoire de la Planète » Hoëbeke, octobre 2009 / http://www.larecherche.fr/  / http://www.notre-planete.info/

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