(Extrait de
climatologie.free)
Les causes des glaciations et périodes chaudes résident à
la fois dans l'astronomie et la géophysique :
Cliquez sur l'image pour voir le diaporama
La Tamise gelée en 1677.
On songe en premier lieu à l’environnement de la Terre,
c’est-à-dire ses relations avec le Soleil.
Représentation artistique de l'englacement lors du
Dernier Maximum Glaciaire (DMG) selon Ice age terrestrial carbon changes
revisited de Thomas J. Crowley1.
En effet, notre étoile évolue et son activité fait varier
sa luminosité, ce qui affecte directement la température de notre planète.
Il y a 400 millions d’années, la constante solaire était
inférieure à sa valeur actuelle de 4.%.
Or, nous ne connaissons pas l’importance relative de
l’activité solaire par rapport à une variation de CO2.
Certains modèles doivent surestimer la constante solaire.
Pour d’autres, ce serait l’inverse.
Capsule vidéo reprenant les notions des cycles de
Milankovitch vues en classe de Terminale S Spécialité. On y explique comment
des facteurs astronomiques influencent les climats terrestres.
La réponse du climat aux variations astronomiques est
complexe : on doit aussi prendre en compte les multiples interactions non
linéaires qui interviennent entre l'atmosphère, les glaces, l'océan, la terre
et même la biosphère (l'ensemble des organismes vivants).
Par le passé, la Terre a déjà connu des changements
climatiques. Certains s'expliquent par des perturbations astronomiques en
apparence minuscules : les cycles de Milankovitch.
La dynamique des immenses calottes glaciaires entre en
jeu de plusieurs façons.
Une fois présentes, les calottes de glace tendent à
s'étaler et intensifient le refroidissement de la surface de la Terre.
Un glacier déforme également le socle rocheux sur lequel
il repose.
Cycles Glaciaires-Interglaciaires du Pléistocène
illustrés par les variations du carbone atmosphérique mesurées dans les
carottages glaciaires (subdivisions nord-américaines et européennes et
tentative de corrélations)
Par sa lenteur, ce processus de réajustement isostatique
engendre une dissymétrie entre les phases d'accumulation et de fonte des
calottes.
Il favorise l'accumulation de glace en tant que
l'enfoncement du socle n'est pas significatif, mais, au contraire, accélère la
fonte dès qu'une baisse notable de l'altitude de la calotte se produit.
Les médias, sous la pression des politiques et des
milieux d'affaires, s'entendent pour faire croire à la théorie d'un
réchauffement climatique d'origine humaine, une théorie anthropocentriste qui a
des airs de "le soleil tourne autour de la terre" hihihi - Et si c'était simplement les cycles solaires qui
déterminent les cycles de réchauffement/glaciation
D'après Milutin Milankovitch, qui développa cette théorie
dans les années 1920, lorsque l'ensoleillement reçu pendant l'été sous les
hautes latitudes de l'hémisphère Nord diminue, la neige tombée en hiver ne fond
plus complètement pendant l'été et commence à s'accumuler.
Or la neige
réfléchit fortement le rayonnement solaire, ce qui tend à accentuer le
refroidissement et permet d'enclencher une glaciation.
Sans compter que
dans ce flou climatique, la Terre a aussi son mot à dire.
Minimum (Interglaciaire, en noir) et maximum
(Glaciaire, en gris) pour les dernières glaciations (quaternaires) de
l'hémisphère Nord.
LA VARIATION DE
TROIS PARAMETRES
Milankovitch, étudiant à Vienne, vers 1900
Le mouvement de la
Terre a aussi beaucoup d'influences sur le climat. L'astronome serbe nommé
Milutin Milankovitch a démontré entre 1920 et 1941 que la Terre subit trois
variations et qu'elles sont les causes des glaciations et périodes chaudes :
Étendue des calottes et inlandsis de l'hémisphère Nord
lors du Dernier Maximum Glaciaire (le trait de côte ne correspond pas au niveau
des mers d'il y a 22-18000 ans, 120 m plus bas en moyenne).
La Précession des équinoxes et du Périhélie
Deux paramètres orbitaux interviennent en même temps pour
expliquer les variations des saisons.
La Précession des
équinoxes
L'axe de rotation de la Terre qui est incliné de 23,27°
justifie l'existence des différentes saisons.
Mais son axe varie au cour du temps, il décrit un cône en
25.868 années : les saisons se déplacent sur l'orbite terrestre.
Ce mouvement, appelé précession axiale, est dû à
l'attraction combinée du Soleil et de la Lune sur le bourrelet équatorial.
L'obliquité de la Terre
Grâce à notre satellite l'échéance de la variation de
l'axe de rotation est plus lente et permet d'y avoir la vie sur notre planète.
Donc sans la Lune
l'axe de la Terre décrirait un cône en même pas 10.000 ans ce qui aurait des
effets sur le climat.
Actuellement l'axe de rotation de la Terre est dirigé
vers l'étoile polaire de la constellation de la Petite Ours mais dans 12.934
ans elle sera dirigée vers l'étoile Véga de la constellation de la Lyre et
12.934 ans plus tard l'axe de la Terre serra de nouveau pointée vers l'étoile
polaire.
Dans l'hémisphère Nord, la distance au Soleil est
minimale en hiver et maximale en été, et inversement dans l'hémisphère Sud.
Nous sommes dans
une situation qui adoucit les hivers et refroidit les étés de l'hémisphère
Nord, alors qu'elle accroît les contrastes saisonniers de l'hémisphère Sud.
Au contraire, il y a environ 10.000 ans, la Terre passait
par le point le plus proche du Soleil au moment du solstice d'été boréal et non
au solstice d'hiver comme de nos jours.
L'hémisphère Nord
recevait alors plus d'énergie solaire en été et moins en hiver.
A la précession
des équinoxes se superposent des ondulations mises en évidences en 1748 par
James Bradley, nommées la nutation.
Cette dernière est un léger mouvement d'oscillation de
l'axe de la Terre causé par l’évolution de l'orbite de la Lune, perturbée par
le Soleil, autour de la Terre.
Ce mouvement parcourt un tracé en boucle sur la
trajectoire de précession dont chaque oscillation est d'une période de 18,6
ans.
Cela représente un faible basculement de l'axe des pôles
d'un maximum de 0,0025° (9,21") dans un intervalle de temps de 18,6 ans.
En plus de ceci, l’axe de rotation terrestre varie aussi
dans un repère lié à la planète elle-même et non au Soleil et à la Lune.
Les composantes principales des variations observées sont
:
- une oscillation annuelle, forcée par les variations
saisonnières de la pression atmosphérique et océanique.
- une oscillation d'une trajectoire complexe que le pôle
Nord décrit à la surface du globe appelée : Polhodie ou mouvement de Chandler.
La polhodie est un mouvement propre dû à la forme
ellipsoïdale du globe de 430 jours et une amplitude de l'ordre de 10 m, dont
l’excitation est liée à des mouvements internes du magma et non à l’action de
la Lune et du Soleil comme pour la nutation et la précession.
- Une variation due à la dérive du continent canadien.
Schéma de l'orbite de la Terre. La forme elliptique
est ici fortement exagérée.
Gothika (original image)
Belg4mit (corrections) Simon Villeneuve (translation) Whidou (correction of
various SVG bugs)
La Précession du
Périhélie
Par rapport aux étoiles, l'orbite terrestre elliptique
effectue une rotation (la précession du périhélie).
Ceci, modifie le mois de l'année à laquelle la Terre est
au périhélie c'est à dire quand la Terre est au plus proche du Soleil.
Ceci est aussi dû à l'attraction des planètes, du Soleil
et de la Lune.
L'obliquité
L'axe de rotation de la Terre est actuellement incliné de
23°27'.
Mais elle varie entre 21°59' et 24°50' sur une période
41_000 années.
Cette fluctuation agit sur la répartition de l'énergie
reçue aux différentes latitudes suivant les saisons, en particulier la durée de
la nuit polaire aux latitudes les plus élevées.
Quand l'obliquité atteint 24°50' cela entraîne des hivers
rigoureux aux latitudes moyennes.
Mais lorsque l'obliquité est moins importante ça favorise
les glaciations et inverse lorsqu'elle est plus importante.
La variation de
l'orbite terrestre
La masse du Soleil commande le mouvement de la Terre dans
l'espace, mais la présence des autres planètes (surtout Jupiter) du Système
Solaire perturbe ce mouvement et entraîne des variations à long terme des
paramètres de l'orbite de la Terre.
L'excentricité qui
est de 0,02, mesure l'écart entre l'orbite terrestre et un cercle parfait. Il
varie entre 0 et 0,07.
Sa période varie selon une période 400_000 ans et une de
100_000 ans.
Vue d'artiste de la rotation de la Terre et de la
révolution de cette dernière autour du Soleil. Le dessin n'est pas à l'échelle.
Tauʻolunga
Donc le flux
global du rayonnement qu'elle reçoit du Soleil varie, suivant sa répartition
dans l'espace et le temps.
L'astronome Serbe Milutin Milankovitch a démontré entre
1920 et 1941 que toutes ces variations sont la cause des glaciations que la
Terre a subit.
La dernière grande
glaciation a connu son maximum il y a 22.000 ans, les températures étaient
inférieures d'environ six degrés à celles actuelles et on peut s'attendre à un
retour de la glace dans plusieurs dizaines de milliers d'années.
L'HISTOIRE ET LE
CLIMAT
60.000 ans avant J-C il faisait 5°C de moins que maintenant
avec des hivers très froids et des étés variables.
L'homme de Neandertal qui était robuste, résistait du
froid avec le feu... et régnait sur l'Europe.
Puis né en Afrique voilà qu'il y a 45.000 ans avant J-C
l'homo sapiens a remonté vers l'Europe, l'Inde et l'Amérique du Nord.
Il y a 24.000 ans l'homme de Neandertal s'éteint dans la
région de Gibraltar.
Il y a 14.000 ans l'homo sapiens s'adapta au froid de la
dernière glaciation.
A l'Age de la Pierre, les conditions environnementales
sont devenues bonnes permettant l'agriculture pour l'homme.
Des maisons ont été construites pour la premières fois
ainsi que de la main d'œuvre, l'élevage ont commencé,...
En Orient, 8 000 ans avant J-C des villages plus des
villes ont été construites comme Jéricho la plus ancienne ville.
Mais 8 200 ans avant J-C une catastrophe c'est préparée
en Amérique du Nord. Avec les températures chaudes, la fonte des calottes
polaires et glaciers a entraîné un immense lac d'une surface de 440.000 km2 et
donc la barrière de glace du Lac Agassiz céda sous la pression.
Toute cette eau douce perturba les courants marins dont
le Gulf Stream.
Ce qui influençant le climat de l'Est du bassin
Méditerranéen qui est devenu plus froid et sec.
Des milliers de réfugiés climatiques fuirent la région
vers l'Europe.
L'eau est montée d'environ 1 à 4 m se qui a englouti des
colonies installées sur les cotes et le delta jusqu'à 6 000 AV J-C.
Le Sahara qui était vert et habité à cette période mais
le désert s'est formé au fur et à mesure à cause de l'évolution de
l'inclinaison de la Terre et donc 3500 ans avant J-C aussi bien le Sahara que
le Namib,... sont devenus des déserts.
Alors des milliers d'hommes ont été contrains de quitter
leurs habitats pour trouver un environnement plus clément.
Les réfugiés climatiques ont convergé vers une région
verdoyante au Nord-est de l'Afrique le long du Nil.
Suite aux crues du Nil l'agriculture fut possible en Égypte
et donc ce qui permis l'économie dans ce pays.
Alors environ 3150 ans avant J-C en peu de temps des
villes et villages se sont construits puis des colonies se sont unies pour
former des royaumes lors de la civilisation égyptienne pendant 2000 ans lors de
l'Age de Bronze (environ 3000 à 1000 ans avant J-C).
Les égyptiens ne furent pas les seuls à bénéficier du
climat propice de cette période puisque entre 20 et 40° de latitude en
Mésopotamie, en Perse, dans le Nord de l'Inde, en Chine, au Mexique, au Pérou
ainsi qu'en Méditerranées (les peuples mycéniens, minoennes,...) il a été
retrouvé des traces de cultures avancées.
1200 ans avant J-C (fin de l'Age de Bronze) la sécheresse
et une baisse des températures sont arrivées dans le bassin méditerranéen.
Les champs ne pouvaient plus être cultivés,... les sols
ne pouvaient plus produire.
Ce qui déclencha des attaques de civilisations.
Puis vers 525 ans avant J-C des navigateurs ont semé la
terreur dans le bassin égéen.
Ce fut les Perses venant des plaines du sud de la Russie
qui auraient migré vers l'Égypte où la vie était meilleure.
Suite à ceci l'empire égyptien s'effondra.
Il fallut attendre environ 900 ans avant que le climat ne
redevienne clément.
Donc environ 300 ans après J-C une nouvelle phase de
climat propice s'installa.
Sous le fait des précipitations les champs ont été de
nouveau cultivés.
Alors l'empire Rome naissait. 100 ans après J-C où il
faisait 2°C de plus que le siècle précédent pendant 300 ans le climat fut
propice ce qui offrait une phase de stabilité et une croissance au peuple.
Ces quelques degrés de plus firent fondre les glaciers
des Alpes et donc les cols des montagnes se découvrirent se qui permis à
l'empire du Tibre à avancer jusqu'à l'Écosse 71 ans après J-C.
221 ans après J-C
la Chine est devenue un empire et comme Rome elle mena une vaste expansion. Fin
de la construction de la muraille de Chine.
A partir de 250-300 ans après J-C les températures
chutèrent et le temps est devenu plus sec se qui entraina la migration des
barbares, l'empire germanique, qui vers 406 ans après J-C les températures bien
froides leurs permirent de traverser le Rhin qui était bien gelé et provoqua la
chute de l’Empire romaine d'Occident.
Commencement du Moyen-âge
ou l'Époque médiévale.
Au début de l'année 536 l'explosion volcanique du
Ilopango en Amérique central assombrir le ciel et refroidir le globe pendant 18
mois.
Les récoltes cessèrent, la famine s'installa et les
épidémies de la peste firent des ravages.
Mais les régions équatoriales profitèrent des
précipitations...
Ces conditions idéales permirent à certains peuples
d'accéder à la prospérité et à la puissance.
Les mayas ont atteint leur apogée entre 250 et 900 ans
après J-C.
Puis vers la fin de 800 voir vers 1000 ans après J-C
l'équateur s'est asséché et les températures ont grimpé.
L'activité du Soleil en serrait la cause.
Avec la fonte de la banquise de l'Arctique à la fin de
800 ans après J-C un peuple de guerrier de pillard des côtes de la Scandinave
marquait le début de l'ère des vikings. 985 ans après J-C ils ont atteint le
Groenland où ils s'installèrent.
Vers 1000 ans après J-C Leif Erikon a atteint
Terre-Neuve.
En Europe les températures idéales permirent aux peuples
de se développer. Mais vers la moitié du 13ème siècles les températures ont
baissé avec une succession d'éruptions volcaniques (le Samalas en 1258, le
Kuwae en 1452,...) ainsi que progressivement la baisse de l'activité solaire. Ce
qui provoqua des retombés climatiques pendant près de 500 ans.
Au début du 15ème siècles toute l'Europe se trouva dans
la glace, ce fut le "Petit Age de Glace". Ce qui entraina la crise
politique partout en Europe, des troubles ont éclaté se qui a entrainé la
guerre de 30 ans.
Puis le climat a commencé se radoucir dès le 18ème
siècles jusqu'à nos jours.
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