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Lorsqu’on évoque le réchauffement climatique et la responsabilité que l’espèce humaine porte à cet égard, il n’est pas rare de se voir rétorquer que le climat de notre planète a, de toute façon, toujours connu des évolutions diverses. Indépendamment de ce que nous ou une quelconque autre forme de vie pouvait faire.
Est-ce à dire que ces cycles pourraient venir expliquer le changement climatique actuel ?
Regardons-y de plus près.
Les cycles de Milankovitch désignent les variations que connaissent l'orbite et l'axe de rotation de la Terre de manière périodique. Variations ayant une influence sur le climat de notre planète sur des périodes de plusieurs milliers d'années.
On l’aura compris : l’histoire de la théorie astronomique des climats n’a pas été un long fleuve tranquille. Il aura fallu plus d’un siècle pour que l’existence de cette influence sur le climat de notre planète soit officiellement reconnue.
Si les travaux de Milankovitch ont eu un impact décisif, il faut également souligner la contribution de Louis Agassiz et James Croll à cette découverte.
Malheureusement, aucun des trois scientifiques ne vit la théorie validée de son vivant, car ce fut seulement en 1976 qu’un article publié dans Science par Hays, Imbrie et Shackleton démontra enfin l’existence de ces fameux cycles.
L'excentricité
Dans quelle mesure l’orbite de la Terre s’écarte du cercle parfait.
L'obliquité
L'angle entre l'axe de rotation de la Terre et le plan de son orbite autour du Soleil.
La précession
Le mouvement que la Terre effectue sur son propre axe de rotation.
Le premier paramètre est l'excentricité. Elle évalue dans quelle mesure l’orbite de la Terre s’écarte du cercle parfait.
Car contrairement à ce qu’on pourrait peut-être imaginer, l'orbite de la Terre autour du Soleil n'est pas parfaitement circulaire. Elle ressemble davantage à une ellipse (une sorte de cercle aplati), dont la forme varie sur une période de 100 000 ans environ.
Quand l'orbite est presque circulaire, la distance entre la Terre et le Soleil varie peu au cours de l'année. A contrario, quand l'orbite devient elliptique, la distance entre la Terre et le Soleil fluctue davantage.
De façon schématique, lorsque l'excentricité grandit, l'orbite s'allonge et la Terre s'éloigne davantage du Soleil pendant une partie de l’année. Sur cette période, notre planète reçoit logiquement moins d’énergie solaire.
Inversement, lorsque l’excentricité rétrécit, l’orbite se réduit et la Terre se rapproche davantage du Soleil pendant un certain temps. Elle reçoit alors plus d’énergie solaire.
Le deuxième paramètre est l'obliquité et concerne l'angle entre l'axe de rotation de la Terre et le plan de son orbite autour du Soleil.
Comme nous l’avons vu plus haut, l'axe de rotation de la Terre (l'axe autour duquel elle tourne) est incliné par rapport à sa trajectoire autour du Soleil.
Or, cet angle d’inclinaison oscille légèrement sur une période de 41 000 ans - entre 22,1° et 24,5°. Conséquence directe : la manière dont la lumière solaire se répartit sur Terre fluctue et affecte les saisons.
Quand l'inclinaison est plus faible (22,1°), les saisons sont moins marquées, car la différence entre l’énergie reçue en été et l’énergie reçue en hiver est moindre. Inversement, quand l'inclinaison est plus forte (24,5°), les saisons sont plus contrastées, avec des étés plus chauds et des hivers plus froids.
Le troisième paramètre est la précession.
La précession est un mouvement que la Terre effectue sur son axe de rotation, et qui ressemble finalement au mouvement d’une toupie sur le point de s’arrêter.
Au-delà de pivoter rapidement sur elle-même, la toupie voit son axe de rotation osciller en formant une sorte de cône. Un mouvement qu’observe également la Terre, mais de manière infiniment plus lente bien sûr.
Il faut environ 26 000 ans pour voir s’effectuer un cycle complet de cette oscillation que l'on nomme "précession".
Or, la précession a un impact direct sur les saisons telles que nous les connaissons, car elle change doucement la façon dont la Terre s’oriente par rapport au Soleil. Rappelons encore ici que la manière dont la Terre est orientée par rapport au Soleil est responsable de la manière dont les saisons se déroulent dans les deux hémisphères.
En raison de la précession, cette orientation évolue donc de manière très lente mais réelle. À l’échelle d’une vie humaine, cette évolution est imperceptible. Mais à l’échelle de l’Univers et de l’existence d’une planète, les conséquences deviennent tangibles.
Les cycles de Milankovitch influencent le climat terrestre en modifiant la quantité et la répartition de l’énergie solaire que la Terre reçoit sur de très longues périodes.
Lorsque l’excentricité est à son maximum, par exemple, notre planète reçoit moins d’énergie solaire, ce qui favorise les glaciations.
Les cycles de Milankovitch expliquent en partie les alternances entre :
Les cycles de Milankovitch ne sont pas responsables du réchauffement climatique que nous connaissons actuellement sur Terre.
Dernier point - et pas des moindres : aussi invraisemblable que cela puisse paraître au regard de l’actualité, il faut savoir que notre planète évolue actuellement vers la fin d’une période interglaciaire.
La NASA confirme que les positions orbitales actuelles de la Terre devraient entraîner un refroidissement progressif de notre planète, commencé il y a déjà 6 000 ans environ.
Un phénomène toutefois enrayé par le réchauffement climatique d’origine anthropique.
Or, en 2023, la concentration de dioxyde de carbone au sein de notre atmosphère a atteint 421 ppm.
Les cycles de Milankovitch ont beau être établis, cela ne signifie pas qu’ils gouvernent à eux seuls la science du climat terrestre.
Pour preuve : comme nous venons de le voir, les êtres humains eux-mêmes sont parvenus à provoquer un réchauffement sans précédent (battant les records du maximum thermique du passage paléocène-éocène (PETM)), à une période où la Terre devrait lentement glisser vers une nouvelle ère glaciaire.
Une forme de sacre. Mais pas des meilleurs.
Changement climatique et théorie de Milankovitch : une prédiction confirmée, Futura Sciences, https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/climatologie-changement-climatique-theorie-milankovitch-prediction-confirmee-60139/
Qu’est-ce qu’une orbite ? Centre national d'études spatiales (CNES), https://cnes.fr/dossiers/orbite
La rotation de la Terre, Alloprof, https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/la-rotation-de-la-terre-s1395
Cycles de Milankovitch et variations climatiques : dernières nouvelles, Planet Terre, https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/milankovitch-2005.xml
Variations in the Earth's Orbit: Pacemaker of the Ice Ages: For 500,000 years, major climatic changes have followed variations in obliquity and precession, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.194.4270.1121
Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth’s Climate, NASA, https://science.nasa.gov/science-research/earth-science/milankovitch-orbital-cycles-and-their-role-in-earths-climate/
La Terre au périhélie : qu'est-ce que cela veut dire ? Sciences et Avenir, https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/la-terre-au-perihelie-qu-est-ce-que-cela-veut-dire_175944
Aphélie : le 6 juillet, le jour de l'année 2023 où la Terre est au plus loin du Soleil, Sciences et Avenir, https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/le-jour-de-l-annee-ou-la-terre-est-au-plus-loin-du-soleil_135139
Qu’est-ce qui a déclenché la fin de la période glaciaire? CORDIS Commission européenne, https://cordis.europa.eu/article/id/451310-what-triggered-the-end-of-the-ice-age/fr