Pourquoi le climat a-t-il changé ?
Au Quaternaire, les principales causes des variations climatiques sont liées aux changements des paramètres de l’orbite terrestre: c’est la théorie astronomique des climats.
Cette théorie a été formulée par Milutin Milanković en 1924 et permet d’expliquer les changements climatiques par les changements de l’orbite de la Terre autour du Soleil. La trace de ces changements climatiques est parfois enregistrée dans des indicateurs paléoclimatiques ou séquences géologiques.
Explication :
Cette théorie se base sur le principe que les variations d’ensoleillement (ou d’insolation) reçues à la surface de la Terre sont à l’origine des changements climatiques et notamment des alternances de phases froides (glacaires) et plus chaudes (interglaciaires).
Ces variations d’ensolleillement seraient engendrées par des variations à long terme des paramètres de l’orbite et de la rotation de la Terre.
Il y a trois composantes principales qui expliquent la variabilité orbitale de la Terre : L’excentricité, l’obliquité, et la précession des équinoxes.
L'Exencitricté (périodes de 413 000 et 100 00 ans)
L’orbite de la Terre autour du soleil est une ellipse dont la forme change dans le temps avec l’influence des forces gravitationnelles du Soleil et des autres planètes du système solaire. L’excentricité represente alors la différence entre la géométrie circulaire et elliptique de l’orbite terrestre.
Quand la forme de l’orbite terrestre se rapproche d’un cercle, l’excentricité est faible quand il tend vers l’ellipse, l’excentricité est forte.
Actuellement, l’excentricité de l’orbite terrestre est très faible (0,017).
L'obliquité (période de 41 000 ans)
L’obliquité est aussi appelé « l’inclinaison » de la Terre. C’est l’angle entre l’axe de rotation de la Terre et un axe perpendiculaire au plan écliptique de l’orbite terrestre.
L’obliquité terrestre oscille dans le temps entre 22,1° et 24,5° avec une période de 41 000 ans. Ce changement d’obliquité est également du aux forces gravitationnelles des autres planètes du système solaire.
L’insolation annuelle moyenne reçue par la Terre en un point donné est modulée par l’obliquité. L’obliquité marque donc la saisonnalité.Quand l’obliquité est forte, la saisonnalité est plus marquée.
La Précession des équinoxes (périodes de 19 000 et 23 000 ans)
De part l’attraction non uniforme de la Lune et du Soleil, la Terre ne tourne pas de manière « parfaite » sur elle-même mais plutôt comme une toupie.
La précession provoque un décalage régulier de la position des solstices et des équinoxes. Ce phénomène s’effectue avec des périodes proches de 19.000 et 23.000 ans.
Les variations de ces trois composantes (excentricité, obliquité, précession) affectent l’insolation reçue sur chaque zone de la planète et parconséquent, la saisonnalité et à plus grande échelle le climat.
Les périodes de chacune de ces composantes sont appelées les cycles de Milankovitć.
Les saisons et leurs caractéristiques. La forme de l’ecliptique a été fortement exagérée.
Source: By Gothika (original image)Belg4mit (corrections)Simon Villeneuve (translation)Whidou (correction of various SVG bugs) – File:Seasons1.svg, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons
Les cycles de Milanković
Source: Hannes Grobe, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, CC-BY-SA-2.5, Creative Commons.
Description de l’inclinaison de l’axe de la Terre (obliquité) et son rapport aux plans de l’écliptique, à l’équateur céleste et à l’axe de rotation. La Terre est présentée telle que vue depuis le Soleil et la direction de son orbite est dans le sens inverse des aiguilles d’une montre (elle part donc vers la gauche).
Source: Daelomin53 (talk)AxialTiltObliquity.png: Dna-webmaster, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons