Mécanismes des variations climatiques

Ce chapitre approfondit les mécanismes responsables des variations climatiques à différentes échelles de temps. Il aborde notamment la dilatation thermique des océans, les glaciations du Quaternaire et l'influence des paramètres astronomiques.

La dilatation thermique des océans, couplée à la fonte des glaces continentales, entraîne l'augmentation du niveau des mers. Cette évolution du climat depuis 10000 ans a eu des impacts significatifs sur les écosystèmes et les sociétés humaines.

Exemple: Au cours du Quaternaire récent, entre -12000 et -11000 ans, une période de glaciation a conduit à une vaste extension des calottes glaciaires.

Les variations climatiques sont principalement provoquées par la modification de paramètres astronomiques, connus sous le nom de cycles de Milankovitch:

1. L'excentricité de l'orbite terrestre $période de 100 000 ans$
2. L'obliquité de l'axe de rotation $période de 40 000 ans$
3. La précession des équinoxes $période de 20 000 ans$

Highlight: La variation de l'insolation résultant de ces cycles astronomiques entraîne des changements de température qui sont amplifiés par des boucles de rétroaction impliquant l'albédo et la concentration de CO2 atmosphérique.

Le schéma présenté illustre les mécanismes de rétroaction positive et négative qui amplifient les variations climatiques initiales causées par les changements d'insolation.

Indices des variations climatiques passées

Ce chapitre présente les différents indices utilisés pour reconstituer et comprendre les variations climatiques passées. Ces indices permettent de retracer l'évolution du climat depuis 800 000 ans et au-delà.

Pour repérer le dernier maximum glaciaire et d'autres événements climatiques majeurs, les scientifiques utilisent divers indices :

1. Indices géologiques : présence de glaciers, études des paysages $moraines et blocs erratiques$
2. Indices géographiques : étude des vallées en U, caractéristiques des glaciations
3. Indices préhistoriques : étude des grottes et de leurs représentations artistiques
4. Indices écologiques : étude des espèces présentes, notamment grâce aux pollens fossilisés

Vocabulaire: Les moraines sont des accumulations de débris rocheux transportés par les glaciers, témoignant de leur extension passée.

À l'échelle du Cénozoïque $les 66 derniers millions d'années$, les indices géochimiques des sédiments marins montrent une tendance générale à la baisse des températures moyennes du globe. Cette tendance est associée à une diminution de la concentration atmosphérique de CO2, liée à l'altération des matériaux continentaux, notamment suite aux orogenèses $formation de chaînes de montagnes$ du Tertiaire.

Highlight: La variation de la position des continents au cours du Cénozoïque a modifié la circulation des courants océaniques, passant d'une circulation équatoriale à une circulation méridienne, contribuant au refroidissement global.

Le schéma présenté illustre les mécanismes de variation climatique au Cénozoïque, mettant en évidence le rôle de la tectonique des plaques, de la formation des chaînes de montagnes et de la modification de la circulation océanique dans le refroidissement global observé.

Variations climatiques plus anciennes

Ce chapitre aborde brièvement les variations climatiques antérieures au Cénozoïque, notamment celles du Crétacé. Ces variations sur le très long terme permettent de comprendre l'amplitude thermique de la Terre sur 100 000 ans et au-delà.

Au cours du Crétacé, les variations climatiques se manifestent par une hausse générale de la température. Cette période chaude de l'histoire de la Terre contraste avec les tendances plus récentes au refroidissement observées au Cénozoïque.

Highlight: L'étude des climats anciens, comme celui du Crétacé, permet de mieux comprendre l'ampleur des variations climatiques possibles sur Terre et les mécanismes qui les gouvernent sur de très longues périodes.

Ces variations climatiques à long terme sont influencées par des facteurs tels que :

1. La configuration des continents et des océans
2. L'activité volcanique et le dégazage de CO2
3. Les changements dans la composition atmosphérique
4. Les variations de l'activité solaire sur le très long terme

L'analyse de ces périodes anciennes contribue à notre compréhension des cycles climatiques de la Terre et aide à contextualiser les changements climatiques actuels dans une perspective géologique plus large.

Variations Climatiques au Cénozoïque

Cette partie examine les changements climatiques survenus durant l'ère Cénozoïque.

Highlight: La baisse générale des températures depuis 30 millions d'années est liée à une diminution du CO2 atmosphérique.

Definition: La circulation méridienne désigne les mouvements océaniques nord-sud, par opposition à la circulation équatoriale est-ouest.

Variations Climatiques Anciennes

Cette section aborde les changements climatiques durant le Crétacé.

Highlight: Le Crétacé est caractérisé par une période de réchauffement global significatif.

Introduction aux climats à l'échelle des temps géologiques

Ce chapitre examine les variations climatiques de la Terre au cours de son histoire géologique. Il présente les principaux indicateurs et mécanismes permettant de reconstituer et comprendre les variations climatiques passées.

Définition: Le climat regroupe l'ensemble des phénomènes météorologiques qui caractérisent l'atmosphère et son évolution en un lieu donné pendant une période spécifique.

L'étude des climats passés s'appuie sur différents indicateurs, notamment le δ18O, qui quantifie le rapport entre les isotopes de l'oxygène dans les échantillons. Cet indicateur permet de déduire les variations de température, avec une augmentation du δ18O correspondant à un refroidissement.

Vocabulaire: L'albédo correspond à la quantité d'énergie solaire réfléchie par la surface terrestre. C'est un phénomène amplificateur des variations climatiques.

Les rapports isotopiques montrent des variations cycliques qui coïncident avec les changements périodiques des paramètres orbitaux de la Terre. Ces variations orbitales, connues sous le nom de cycles de Milankovitch, modifient la puissance solaire reçue et sont à l'origine des entrées et sorties de périodes glaciaires.

Highlight: L'augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère est étroitement liée à l'augmentation de la température, principalement due aux activités humaines et à la libération progressive de carbone $fonte du permafrost, déforestation$.