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Posté par Michel le Mercredi 07/10/2009 à 00:00
Qu'est-ce qui sonne le glas d'une période glaciaire ?
Alors qu'il était jusque-là couramment admis que la cause de la fin des périodes glaciaires qu'a connu notre planète est la précession des équinoxes, une étude menée par une équipe internationale comprenant un chercheur du Laboratoire Paléoclimatologie et Paléoenvironnements marins (EPHE(École pratique des hautes études) et EPOC/OASU) a permis de dater très précisément le début de l'avant-dernière déglaciation et de l'attribuer à une augmentation de l'obliquité de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...). Ce travail a été publié dans Science le 18 Septembre 2009.

Au cours du dernier million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) d'années, le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) de la Terre a subi de profondes modifications en raison des alternances, contrôlées par les variations des paramètres orbitaux de la Terre, entre périodes glaciaires, avec des calottes polaires s'étendant jusqu'à Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans...) et New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des États-Unis,...), et périodes interglaciaires comme celle que nous connaissons actuellement.

La plupart des paléoclimatologues pense que la fin des âges glaciaires est systématiquement causée par la précession des équinoxes (La précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre.), ce lent changement de direction de l'axe terrestre qui décrit un cône (une révolution en 26 000 ans environ) comme une toupie ( Une toupie est un jouet destiné à tourner sur lui-même le plus longtemps possible, en équilibre sur sa pointe. On appelle également...) en rotation et qui est dû à la rotation de la Terre sur elle-même. Ce mouvement fait que la Terre est plus près du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...), tantôt durant l'été de l'hémisphère nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) (hiver de l'hémisphère sud) et pendant cette période l'hémisphère nord reçoit plus d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau...), tantôt durant l'été de l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud....) (hiver de l'hémisphère nord) et c'est l'hémisphère sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) qui reçoit alors plus d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) solaire. Cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée...) stipule (En botanique, les stipules sont des pièces foliaires, au nombre de deux, en forme de feuilles réduites située de part et d'autre du pétiole, à sa base, au...) que c'est lorsque l'hémisphère nord est le plus fortement insolée que les déglaciations se produisent.

Cependant, une théorie alternative propose comme cause la plus probable de ces déglaciations le changement de l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) d'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de...) de l'axe de la Terre, ou obliquité. En effet, une augmentation de l'obliquité se traduit par un accroissement de l'énergie solaire annuelle moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...) reçue par les hautes latitudes des deux hémisphères, où les calottes polaires sont localisées.

La chronologie de ces changements orbitaux, précession (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous...) et obliquité, qui ont des cyclicités différentes est connue précisément. En revanche, les déglaciations, qui sont identifiées dans les sédiments marins, sont difficiles à dater, ce qui a empêché jusqu'à présent de vérifier la théorie de la précession.

Une équipe internationale dirigée par Russell Drysdale de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Newcastle (Australie) et composée de chercheurs français, australiens, italiens, allemands et anglais s'est intéressée à la fin de la période glaciaire qui a précédé l'avant-dernière déglaciation. Elle a réalisé les analyses de trois stalagmites de la grotte de Corchia dans les Alpes italiennes, dont elle a combiné les résultats aux enregistrements paléoclimatiques obtenus précédemment par d'autres équipes à partir de plusieurs carottes marines de la marge ibérique et concernant la même période de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).


Stalagmites de la grotte de Corchia.

Ces travaux antérieurs avaient permis d'accéder à des informations détaillées sur les évolutions du climat océanique de l'est de l'Atlantique Nord, du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) des calottes polaires, ainsi que du climat de la péninsule ibérique. Ils avaient notamment montré que les variations des températures océaniques de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) au large de la péninsule et les variations de végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu aquatique. On parle aussi de...), de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) et de précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d'eau qui, ayant été soumis à des processus de condensation et d'agrégation à l'intérieur des nuages,...) sur la péninsule étaient synchrones.

L'analyse des variations du contenu en uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent : plus abondant que...) et du rapport isotopique de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) enregistrées au cours des siècles par les stalagmites italiennes a permis respectivement de dater très précisément à - 141 000 ans le début de l'avant-dernière déglaciation et d'obtenir un enregistrement temporel très précis des variations de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de précipitations dans le nord-ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) de l'Italie. Compte tenu du fait qu'actuellement, en Italie comme en Espagne, les précipitations dépendent directement du système dépressionnaire de l'Atlantique Nord et qu'il a été trouvé une synchronicité dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au...) entre température océanique et précipitations dans la région ibérique, les chercheurs ont comparé les variations de précipitations enregistrées et bien datées en Italie avec les variations de températures océaniques de la marge ibérique. Et cette comparaison montre qu'en effet elles sont corrélées de façon remarquable.

Cette bonne corrélation a alors permis de donner une chronologie précise aux événements climatique enregistrés dans les carottes, notamment aux variations de volume des glaces polaires, et ainsi de révéler que la sortie de l'avant-dernière période glaciaire coïncide non pas avec la précession des équinoxes, mais avec les variations de l'obliquité, et qu'elle met donc en jeu les deux hémisphères.

Ce mécanisme avait déjà été proposé, mais jusqu'à présent le manque de chronologie précise avait empêché de le tester. Ces nouveaux résultats infirment la théorie traditionnelle des âges glaciaires qui postule que les changements glaciaires-interglaciaires sont dus aux variations de l'énergie solaire reçue par les hautes latitudes de l'hémisphère nord.

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Source: CNRS / INSU
Illustration: © R. Drysdale, Université de Newcastle (Australie)