Depuis plusieurs millions d’années, la Terre a connu de nombreuses périodes de glaciation – la dernière s’étant terminée il y a environ 11 000 ans –, en alternance avec des périodes interglaciaires. Selon une récente étude, ces périodes de glaciation ne sont pas aléatoires : en plus de processus climatiques endogènes, la température de la Terre dépend également des propriétés de son orbite, et plus précisément des variations de son axe de rotation et de sa distance au Soleil. En établissant un lien clair entre les variations de l’orbite terrestre et ses périodes de glaciation, les chercheurs estiment que la prochaine période glaciaire débutera dans environ 11 000 ans… si les gaz à effet de serre d’origine humaine n’augmentent pas.
L’orbiteorbite de la Terre est régie par plusieurs cycles, connus sous le nom de cycles de Milankovitch qui influencent la quantité et la répartition de l’énergieénergie solaire reçue par notre Planète. Ces cycles font varier trois paramètres particulièrement importants :
- l’excentricité décrit la forme de l’orbite terrestre et varie entre une forme quasi circulaire et légèrement elliptique sur une période d’environ 100 000 ans. La distance de la Terre au SoleilSoleil varie donc d’un minimum (périhéliepérihélie) à un maximum (aphélieaphélie).
- l’obliquitéobliquité correspond à l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, qui oscille entre 22,1° et 24,5° sur une période de 41 000 ans. Plus l’inclinaison est forte, plus les contrastescontrastes saisonniers sont marqués.
- enfin, la précessionprécession correspond à un mouvementmouvement de toupie de l’axe terrestre, qui modifie le moment où chaque saison se produit par rapport à la position de la Terre sur son orbite. Ce cycle dure environ 21 000 ans.
Le rôle de la précession et de l’obliquité dans les cycles glaciaires
Pour mieux comprendre les cycles glaciaires des dernières centaines de milliers d’années, les chercheurs ont analysé des carottes de glace et des sédiments marins, permettant de reconstituer les variations paléoclimatiques. Les carottes de glace, extraites des calottes polairescalottes polaires, renferment des bulles d’airair anciennes qui permettent d’analyser la composition atmosphérique et les températures passées.
Les sédiments marins étudiés contiennent des micro-organismesmicro-organismes fossilisés dont les isotopesisotopes révèlent des informations précieuses sur l’évolution des températures océaniques et la formation des glaces continentales. Grâce à des techniques de datation isotopique et à des modèles climatiques, ils ont pu identifier les corrélations entre les paramètres orbitaux et les périodes de glaciation ou de déglaciation.
Les chercheurs ont ainsi analysé les liens entre les cycles de l’orbite terrestre et les grandes transitions climatiques du passé, et ont mis en évidence le rôle de la précession dans le déclenchement des déglaciations. Lorsque la précession amène un maximum d’ensoleillement estival dans l’hémisphère Nordhémisphère Nord, la fontefonte des glaces s’accélère et amorce une transition vers une période interglaciaire.
Mais ce n’est pas le seul facteur en jeu : l’obliquité semble quant à elle influencer la quantité totale d’énergie solaire reçue aux hautes latitudeslatitudes. Lorsque l’obliquité est élevée, les étés sont plus chauds, facilitant la fonte des glaciersglaciers. Les chercheurs ont ainsi observé que les déglaciations surviennent principalement lorsque la précession et l’obliquité agissent ensemble : la précession déclenche le processus, mais l’obliquité joue un rôle déterminant dans l’amplification du réchauffement.
L’excentricité et le rythme des grandes glaciations
Un mystère pourtant subsiste : les cycles glaciaires semblent majoritairement suivre un cycle d’environ 100 000 ans, alors que l’influence directe de l’excentricitéexcentricité sur l’ensoleillement est relativement faible. Les chercheurs ont ainsi montré que l’excentricité agit indirectement sur les cycles glaciaires en modulant l’amplitude des variations dues à la précession. Lorsque l’excentricité est faible, les périodes glaciairespériodes glaciaires peuvent durer plus longtemps, car les variations saisonnières d’ensoleillement sont moins marquées. En revanche, après une période prolongée de faible excentricité, une légère augmentation suffit à favoriser une déglaciation majeure.
Ainsi, les cycles glaciaires semblent être gouvernés par une combinaison de ces trois facteurs : la précession déclenche les changements climatiqueschangements climatiques, l’obliquité renforce leur intensité et l’excentricité influence leur duréedurée. Si cette découverte permet de mieux comprendre le fonctionnement des climatsclimats passés, elle offre également des pistes pour anticiper les évolutions futures du climat terrestre.
Les chercheurs estiment que, selon ces mêmes cycles, la prochaine période glaciaire pourrait débuter dans environ 11 000 ans, à condition que les influences anthropiques sur le climat n’en modifient pas le déroulement naturel : d’après les auteurs, si les concentrations en gaz à effet de serre anthropiques continuent à augmenter, la prochaine glaciation pourrait simplement ne pas avoir lieu.
