{"id":1006,"date":"2011-02-28T06:03:17","date_gmt":"2011-02-28T05:03:17","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=1006"},"modified":"2011-02-28T06:03:17","modified_gmt":"2011-02-28T05:03:17","slug":"les-cycles-de-milankovitch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2011\/02\/28\/les-cycles-de-milankovitch\/","title":{"rendered":"Les cycles de Milankovitch"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Eh non, Milankovitch n\u2019est pas le nom de la belle qui tient le premier r\u00f4le dans Le 5\u00e8me<\/sup> \u00e9l\u00e9ment<\/em> ! Mais celui d\u2019un astronome serbe beaucoup moins sexy, qui, en 1920, conjectura un lien entre d\u2019infimes variations p\u00e9riodiques de l\u2019orbite terrestre, et les changements climatiques qui sont intervenus sur Terre sur des \u00e9chelles de quelques centaines de milliers d’ann\u00e9es.<\/p>\n

Les glaciations du Pl\u00e9istoc\u00e8ne<\/h3>\n

La Terre est \u00e2g\u00e9e de 4,5 milliards d\u2019ann\u00e9es, et tout porte \u00e0 croire que son climat a beaucoup chang\u00e9 au cours de son existence. On sait par exemple qu\u2019il y a 750 millions d\u2019ann\u00e9es, notre plan\u00e8te \u00e9tait totalement recouverte de glace\u00a0des p\u00f4les \u00e0 l\u2019\u00e9quateur<\/strong> ! C\u2019est ce qu\u2019on appelle la glaciation Varanger.<\/p>\n

Il n\u2019est pas forc\u00e9ment \u00e9vident de trouver des traces du climat aussi loin dans le temps (la glaciation Varanger est un cas extr\u00eame), mais pour les p\u00e9riodes plus r\u00e9centes, on a pu reconstituer une histoire climatique un peu plus pr\u00e9cise\u00a0: c\u2019est le cas des glaciations du Pl\u00e9istoc\u00e8ne<\/strong>.<\/p>\n

Le Pl\u00e9istoc\u00e8ne<\/strong> est une \u00e8re g\u00e9ologique ayant d\u00e9but\u00e9 il y a (seulement) 2,5 millions d\u2019ann\u00e9es, \u00e0 peu pr\u00e8s en m\u00eame temps que l’apparition du genre Homo<\/em>. Au cours de cette \u00e8re, la Terre a connu une demi-douzaine de glaciations<\/strong>, entrecoup\u00e9es de p\u00e9riodes plus temp\u00e9r\u00e9es. Cette p\u00e9riodicit\u00e9 du climat a laiss\u00e9 de nombreuses traces g\u00e9ologiques, notamment dans les couches s\u00e9dimentaires.<\/p>\n

La th\u00e9orie de Milankovitch<\/h3>\n

De nombreux facteurs peuvent a priori<\/em> expliquer ce caract\u00e8re variable et p\u00e9riodique du climat terrestre\u00a0: une variation de l\u2019activit\u00e9 solaire, ou une \u00e9volution de la quantit\u00e9 de poussi\u00e8res atmosph\u00e9riques ou interstellaires, ou bien des modifications de la teneur en dioxyde de carbone, ou encore des \u00e9volutions de l\u2019activit\u00e9 oc\u00e9anique, etc.<\/p>\n

Entre 1920 et 1941, l\u2019astronome serbe Milutin Milankovitch<\/strong> a formul\u00e9 une th\u00e9orie cherchant \u00e0 expliquer les glaciations du Pl\u00e9istoc\u00e8ne par les variations p\u00e9riodiques subtiles que subit l\u2019orbite terrestre. En effet \u00e0 cause de l’influence des autres plan\u00e8tes, l’orbite de la Terre autour du Soleil n’est pas parfaitement r\u00e9guli\u00e8re. Or de petites variations de cette orbite peuvent affecter la quantit\u00e9 et la r\u00e9partition de l’\u00e9nergie solaire re\u00e7ue par la Terre, et donc son climat<\/strong>.<\/p>\n

La premi\u00e8re cause de variation vient du fait que la Terre ne d\u00e9crit pas autour du Soleil une orbite parfaitement circulaire, mais tr\u00e8s l\u00e9g\u00e8rement elliptique. Le degr\u00e9 d\u2019ellipticit\u00e9 de la trajectoire se mesure par une quantit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique appel\u00e9e excentricit\u00e9<\/strong>. Pour une trajectoire circulaire, l\u2019excentricit\u00e9 vaut 0, pour une trajectoire tr\u00e8s elliptique, elle est proche de 1.<\/p>\n

Celle de la Terre\u00a0 est tr\u00e8s proche d’\u00eatre circulaire, mais son excentricit\u00e9 varie p\u00e9riodiquement entre 0,005 et 0,058.\u00a0 Ca n\u2019est pas grand-chose mais cela change l\u00e9g\u00e8rement la distance entre la Terre et le Soleil aux diff\u00e9rentes saisons pour les deux h\u00e9misph\u00e8res. Milankovitch avait calcul\u00e9 que cette variation se produisait avec des cycles d’oscillation d\u2019environ 100\u00a0000 ans<\/strong>.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Second facteur\u00a0: comme vous le savez certainement, l\u2019axe de rotation de la Terre sur elle-m\u00eame n\u2019est pas perpendiculaire au plan de l’orbite autour du Soleil (ci-dessus \u00e0 gauche). Cette inclinaison<\/strong> est la cause de l\u2019existence des saisons. Or l’angle d’inclinaison n\u2019est pas toujours le m\u00eame et varie p\u00e9riodiquement entre 22.1\u00b0 et 24.5\u00b0, et ceci avec un cycle de 41\u00a0000 ans.<\/strong><\/p>\n

Enfin derni\u00e8re subtilit\u00e9, cet axe de rotation est certes inclin\u00e9, mais la direction de cette inclinaison change au cours du temps (ci-dessus \u00e0 droite) : c\u2019est ce qu\u2019on appelle la pr\u00e9cession<\/strong>. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne se produit avec une p\u00e9riodicit\u00e9 d\u2019environ 21 000 \u00e0 25\u00a0000 ans<\/strong> .<\/p>\n

En somme Milankovitch a identifi\u00e9 trois ph\u00e9nom\u00e8nes astronomiques p\u00e9riodiques pouvant influer sur le climat, et calcul\u00e9 les p\u00e9riodes correspondantes\u00a0: 100\u00a0000, 41\u00a0000 et 25\u00a0000 ans.<\/strong><\/p>\n

La r\u00e9ponse est dans la carotte<\/h3>\n

\"\"<\/a>Jusqu\u2019en 1976, la th\u00e9orie de Milankovitch n\u2019\u00e9tait qu\u2019une des nombreuses th\u00e9ories<\/strong> pouvant en principe expliquer la p\u00e9riodicit\u00e9 des glaciations du Pl\u00e9istoc\u00e8ne. Mais cette ann\u00e9e l\u00e0, un papier de J. D. Hays [1] et ses collaborateurs dans Science<\/em> prouva la pertinence des calculs de Milankovitch.<\/p>\n

Les auteurs ont analys\u00e9 des carottes d\u2019une dizaine de m\u00e8tres, constitu\u00e9es de s\u00e9diments couvrant environ les 450\u00a0000 derni\u00e8res ann\u00e9es du Pl\u00e9istoc\u00e8ne. Plusieurs marqueurs g\u00e9ologiques contenus dans ces carottes permettent d\u2019obtenir une courbe repr\u00e9sentative des \u00e9volutions du climat<\/strong> au cours de cette p\u00e9riode.<\/p>\n

La figure ci-contre tir\u00e9e de l’article montre l’\u00e9volution de trois de ces marqueurs pour une des carotte analys\u00e9e. On voit bien intuitivement qu’une p\u00e9riodicit\u00e9 existe.<\/p>\n

Le r\u00e9sultat spectaculaire est qu’en analysant math\u00e9matiquement les p\u00e9riodicit\u00e9s de ces courbes, les auteurs ont pu montrer que les variations climatiques se sont faites selon 3 oscillations caract\u00e9ristiques\u00a0: environ 100\u00a0000, 42 000 et 23 000 ans. <\/strong><\/p>\n

Presque exactement les p\u00e9riodes des cycles calcul\u00e9es par Milankovitch !<\/p>\n

Ce dernier avait raison : les glaciations du Pl\u00e9istoc\u00e8ne ont bien leur origine dans les infimes variations p\u00e9riodiques de l\u2019orbite terrestre.<\/p>\n

Des manifestations vari\u00e9es mais spectaculaires<\/h3>\n

Les cons\u00e9quences g\u00e9ologiques des cycles de Milankovitch ne s\u2019expriment pas de mani\u00e8re identique partout. Suivant la latitude, la situation, etc. certaines p\u00e9riodicit\u00e9s peuvent \u00eatre plus apparentes que d\u2019autres. On sait \u00e9galement qu\u2019une p\u00e9riodicit\u00e9 suppl\u00e9mentaire de 400\u00a0000 ans existe pour la variation de l\u2019excentricit\u00e9.<\/p>\n

Une des plus belles manifestations g\u00e9ologiques des cycles de Milankovitch<\/strong> est visible sur la photo ci-dessous. Il s\u2019agit de falaises en Silice, appell\u00e9es Scala dei Turchi<\/em>, et dont les alternances de strates peuvent \u00eatre mises en relation avec la p\u00e9riodicit\u00e9 des cycles de Milankovitch.<\/p>\n

Joli, non\u00a0?<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Vous pouvez aussi aller voir cette tr\u00e8s jolie s\u00e9rie de photo<\/a>.<\/p>\n

\u00c9videmment comme tout ce qui a trait au climat et \u00e0 ses variations, le pauvre Milankovitch a \u00e9t\u00e9 r\u00e9cemment appel\u00e9 au coeur du d\u00e9bat sur le r\u00e9chauffement climatique, mais c’est une autre histoire…<\/em><\/p>\n

Le site de la NASA<\/a> dont j’ai extrait les images d’inclinaison et de pr\u00e9cession<\/p>\n

[1] Le papier Hays et al. en 1976 <\/a><\/p>\n

 <\/p>\n


\n<\/cite><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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