Les cycles de Milankovitch sont l'une des théories avec lesquelles les scientifiques ont tenté d'expliquer l'existence des glaciations dans l'histoire de la Terre. Cette hypothèse est aussi appelée orbitale ou astronomique. Il tire son nom du climatologue yougoslave Milutin Milanković. Malgré le grand nombre de contradictions dans cette théorie, elle a formé la base de la paléoclimatologie moderne.
Mouvement de la Terre
Comme vous le savez, la Terre tourne autour du Soleil sur une orbite elliptique et autour de son propre axe. Ce dernier change également de position en raison de l'influence de la gravité de la lune. L'axe de la Terre a un certain angle d'inclinaison, comme les autres planètes du système solaire. Il décrit un cône dans l'espace. Cet effet est appelé précession. Un bon exemple de visualisation de cette caractéristique du mouvement de la planète est la rotation d'une toupie.
La période d'une révolution complète autour de la circonférence est d'environ 25 800 ans. L'angle d'inclinaison de l'axe change également dans la plage de 22,1 à 24,5° tous les 40 100 ans. Ce phénomène est appelé nutation.
Excentricité, oule degré de compression de l'orbite terrestre lors de la rotation du Soleil change sur une période de 90 800 ans. Lorsqu'elle augmente, la planète s'éloigne de l'étoile et reçoit moins de rayonnement solaire et, par conséquent, de chaleur. Il y a aussi des périodes où la plus grande pente de la Terre coïncide avec l'excentricité maximale. Le résultat est un refroidissement global.
Périhilion et Aphelion
Étant donné que les planètes du système solaire s'influencent mutuellement, l'axe de l'orbite terrestre en se déplaçant autour du Soleil tourne progressivement dans la même direction que le mouvement orbital. En conséquence, le périhélie est décalé - le point de l'orbite le plus proche de l'étoile et de l'aphélie - le point le plus éloigné. Ces paramètres affectent l'intensité de l'impact du rayonnement solaire - rayonnement thermique, électromagnétique, corpusculaire. En termes de pourcentage, ces fluctuations sont faibles, mais elles affectent le réchauffement de la surface de la planète.
L'astronomie, la géophysique et la climatologie sont les sciences à l'aide desquelles les scientifiques cherchent à établir la relation entre l'activité solaire, les changements séculaires de la température annuelle moyenne et le climat en général, ainsi qu'entre d'autres facteurs. Leur tâche n'est pas seulement de déterminer les modèles naturels, mais aussi de prédire les changements futurs qui peuvent affecter de manière significative la vie humaine.
Que sont les cycles de Milankovitch ?
Le climat de la Terre change sous l'influence de facteurs anthropiques et non anthropiques. Le deuxième groupe comprend les mouvements tectoniques des plaques lithosphériques,fluctuations du rayonnement solaire, de l'activité volcanique et des cycles de Milankovitch. Ils décrivent l'impact des changements dans les mouvements de la planète sur son climat.
En 1939, Milankovitch a émis pour la première fois une hypothèse sur la dépendance cyclique des périodes glaciaires au cours des 500 000 dernières années. Il a calculé la dynamique des changements dans le rayonnement solaire, qui se compose de rayonnement électromagnétique et corpusculaire, et a expliqué la cause de la glaciation à l'ère du Pléistocène. Selon lui, cela consistait à modifier les paramètres de l'orbite de la planète - l'excentricité, l'angle d'inclinaison de l'axe et la position du périhélie. Selon les postulats de sa théorie, les glaciations causées par ces facteurs se répètent à de courts intervalles et peuvent être prédites.
Son hypothèse reposait sur l'hypothèse que l'atmosphère de la planète était transparente. Des variantes du rayonnement solaire (insolation) ont été calculées par lui pour 65° de latitude nord. Les sections obtenues sur le diagramme d'insolation, correspondant à quatre glaciations, étaient bien corrélées avec le schéma des glaciations alpines, construit par les scientifiques allemands A. Penk et E. Brückner.
Principaux facteurs et périodes glaciaires
Selon la théorie de Milankovitch, les trois principaux facteurs orbitaux énumérés ci-dessus devraient normalement agir dans des directions différentes afin que leurs effets ne s'additionnent pas. La prochaine période glaciaire survient lorsqu'ils s'additionnent et se renforcent mutuellement.
Chacun d'eux détermine l'influence du Soleil sur la Terre, sur la quantité de rayonnement solaire reçue par différentszones de la planète. S'il diminue dans l'hémisphère nord, où se concentre l'essentiel des glaciers, alors de plus en plus de neige s'accumule chaque année à la surface. L'augmentation de la couverture de neige augmente la réflexion de la lumière du soleil, ce qui contribue à son tour à un refroidissement supplémentaire de la planète.
Ce processus s'intensifie progressivement, le refroidissement global commence, une autre ère glaciaire commence. A la fin d'un tel cycle, on observe le phénomène inverse. Selon les données scientifiques, le pic de refroidissement au cours de la dernière période glaciaire s'est produit il y a environ 18 000 ans.
Influence de la précession
Les scientifiques pensent que le cycle de précession est le plus prononcé dans les glaciations de l'hémisphère nord. Nous sommes maintenant dans la période interglaciaire, qui se terminera dans environ 9 à 10 000 ans. Au cours des prochains millénaires, le niveau de la mer pourrait continuer à monter en raison de la fonte des glaciers. Et tout d'abord, cela concerne la calotte glaciaire du Groenland - la deuxième plus grande après celle de l'Antarctique.
Dans l'hémisphère sud, au contraire, l'époque de la "glaciation" est actuellement observée, mais comme il y a beaucoup moins de terres ici que dans le nord, ce phénomène n'a pas l'air si brillant.
Si le jour du solstice d'hiver tombe sur l'aphélie (c'est-à-dire que l'inclinaison de l'axe de rotation de la planète dans la direction du Soleil est maximale), l'hiver sera plus long et plus froid, et l'été - chaud et court. Dans l'hémisphère opposé, au contraire, il y a un long été frais et un court hiver chaud. Les différences dans la durée de ces saisons sont d'autant plus notables queexcentricité orbitale.
Nutation
La nutation est associée à des fluctuations à plus court terme de la position de l'axe de la Terre. La plus grande amplitude de l'amplitude est de 18,6 ans.
La nutation entraîne une modification des contrastes saisonniers du rayonnement solaire, mais sa quantité annuelle reste constante. L'augmentation de l'ensoleillement en été (temps plus chaud et plus sec) est compensée par sa diminution en hiver.
Changer la forme orbitale
La distance de la Terre au Soleil dépend de l'allongement de l'orbite de la planète. La différence entre les points extrêmes est de 4,7 millions de km. À l'ère de la petite excentricité, la planète reçoit plus de rayonnement solaire, les limites supérieures de l'atmosphère se réchauffent davantage, et vice versa.
L'excentricité modifie le rayonnement solaire annuel total, mais cette différence est faible. Au cours du dernier million d'années, elle n'a pas dépassé 0,2 %. Le plus grand effet se produit lorsque l'excentricité maximale coïncide avec la plus grande inclinaison de l'axe propre de la Terre.
Histoire du changement climatique de la Terre
Les méthodes modernes de recherche géophysique nous permettent de découvrir à quoi ressemblait le climat de notre planète il y a des centaines de millénaires. La température est indirectement estimée par le nombre d'isotopes de l'hydrogène lourd et de l'oxygène. Le taux de réchauffement climatique est actuellement d'environ 1 ° par an.
Au cours des 400 000 dernières années, 4 périodes glaciaires ont été enregistrées dansTerre. Un réchauffement brutal, qui a commencé il y a environ 12 000 ans, a entraîné une élévation du niveau de l'océan de 50 à 100 m. Ce phénomène a peut-être été décrit dans la Bible comme le Déluge.
Le réchauffement à l'ère moderne s'accompagne de fluctuations de température annuelles moyennes de 2 à 3 degrés. Sur les dépendances construites, on note des sauts de température à la surface de la planète, dont la durée ne dépasse pas 1000 ans. Il y a des fluctuations dans un cycle plus petit - tous les 100-200 ans de 1-2 °. Comme le suggèrent les scientifiques, cela est dû aux fluctuations de la quantité de méthane et de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
Défauts de la théorie
Dans les années 60 et 70. Au XXe siècle, les scientifiques ont obtenu de nouvelles données expérimentales et calculées qui s'écartaient du concept de cycles de Milankovitch. Il contient les contradictions suivantes:
- L'atmosphère de la Terre n'a pas toujours été aussi transparente qu'aujourd'hui. Ceci est confirmé par des études sur les glaces au Groenland et en Antarctique. Une grande quantité de poussière, vraisemblablement associée à une activité volcanique active, réfléchissait la chaleur solaire. En conséquence, la surface de la planète s'est refroidie.
- Selon la théorie de Milankovitch, les glaciations au Groenland et en Antarctique se sont produites à des périodes différentes, mais cela est en contradiction avec les données paléontologiques.
- Les refroidissements globaux devraient se répéter à intervalles approximativement égaux, mais en fait ils ne se sont pas produits au Mésozoïque et au Tertiaire, et au Quaternaire ils se sont succédés.
Le principal inconvénient de cette théorie est queil est basé uniquement sur des facteurs astronomiques, à savoir le changement du mouvement de la terre. En réalité, il existe bien d'autres raisons: les variations du champ géomagnétique, la présence de nombreuses rétroactions dans le système climatique (mécanisme de réponse par résonance qui se produit en réponse aux impacts orbitaux), l'activité tectonique (volcanisme, activité sismique) et, siècles, la composante anthropique, c'est-à-dire l'impact de l'activité économique humaine sur la nature.
