Les variations climatiques du Quaternaire s'inscrivent dans un cycle d'environ 100 000 ans, alternant entre périodes glaciaires et interglaciaires. Ces changements sont liés aux variations périodiques des paramètres orbitaux de la Terre, connus sous le nom de cycles de Milankovitch.
Les données géochimiques, notamment l'analyse des bulles d'air piégées dans la glace et le rapport isotopique de l'oxygène δ18O, permettent de reconstituer ces variations climatiques. Les cycles de Milankovitch comprennent :
- L'excentricité de l'orbite terrestre
- L'obliquité de l'axe de rotation
- La précession des équinoxes
Ces variations orbitales modifient la quantité d'énergie solaire reçue par la Terre, entraînant des boucles de rétroaction positives, comme l'effet d'albédo.
Definition: L'albédo est la capacité d'une surface à réfléchir le rayonnement solaire. Les surfaces glacées ont un albédo élevé, réfléchissant plus de chaleur et contribuant au refroidissement.
Pour les périodes plus anciennes, comme le Cénozoïque, les indices géochimiques des sédiments marins révèlent une baisse générale des températures. Le δ18O des sédiments permet d'estimer le volume des glaces et la température des océans.
Example: Une augmentation du δ18O dans les sédiments indique généralement une augmentation du volume des glaces et/ou une baisse de la température océanique.