Le réchauffement climatique est-il dû aux cycles de Milankovitch ?

Les scientifiques ont longtemps réfléchi à la relation entre l'axe de rotation de la Terre et le changement climatique. Ces cycles expliquent les variations des caractéristiques orbitales de la Terre, et Milutin Milankovitch a d'abord proposé leur lien avec le réchauffement climatique dans les années 1930. Aujourd'hui, cette connexion est largement acceptée comme un élément essentiel du processus global de changement climatique de la Terre. 

Alors que les cycles de Milankovitch peuvent jouer un rôle dans le changement climatique des 2,5 derniers millions d'années, le réchauffement actuel de la Terre s'est produit sur une courte période. Selon les observations des satellites de la NASA, la quantité d'énergie solaire absorbée par la Terre n'a pas beaucoup changé au cours des 150 dernières années. Bien que les cycles aient pu jouer un rôle dans le réchauffement récent, d'autres facteurs tels que les changements dans les calottes glaciaires et le dioxyde de carbone atmosphérique sont également des causes importantes du changement climatique.

Pour comprendre les effets du cycle de Milankovitch sur le climat, nous devons examiner trois aspects de notre système solaire. Ces trois aspects sont la précession, l'inclinaison et l'excentricité. Lorsque ces facteurs changent, nous pouvons nous attendre à ce que la distribution de l'énergie solaire entrante change. Ces modifications de la distribution entraînent une modification du climat. Mais comment ces changements impactent-ils les températures actuelles de la Terre ?

Excentricité

L'orbite terrestre est une cause des changements climatiques. L'orbite instable de la Terre est responsable des cycles du climat. Des études géologiques l'ont confirmé. La Terre a passé 90 000 ans dans une période glaciaire, suivie de 10 000 ans de périodes interglaciaires. Cela signifie que la Terre est due pour une autre période glaciaire dans dix mille ans. Indépendamment des causes du réchauffement climatique, les cycles sont susceptibles de se poursuivre.

Trois facteurs généraux déclenchent les cycles de Milankovitch : l'inclinaison et l'obliquité de l'axe terrestre et l'excentricité croissante de l'orbite terrestre. Ces facteurs ont un impact profond sur le changement climatique car même de petits changements dans la distribution de l'énergie solaire peuvent entraîner des changements dramatiques dans le climat.

Le changement d'inclinaison entraîne des différences dans la quantité de rayonnement solaire reçue à la surface de la Terre. Cet effet affecte le climat, amenant de nombreux scientifiques à penser que le réchauffement climatique est causé par le refroidissement global.

Bien que les changements dans la distribution du rayonnement solaire n'aient pas provoqué de changements de température significatifs, ils peuvent déclencher de puissants mécanismes de rétroaction qui amplifient les effets des cycles de Milankovitch. Par exemple, une légère augmentation du rayonnement solaire aux latitudes nord peut provoquer la fonte des glaciers. En effet, la surface blanche brillante de la glace reflète moins la lumière du soleil, ce qui entraîne des températures océaniques plus chaudes. Cependant, lorsque les couvertures de glace fondent, les océans se réchauffent.

L'oscillation dans les hémisphères polaires est une autre cause des différentes saisons. Les hémisphères polaires auront plus de rayonnement solaire en été et un hiver plus frais au périhélie. Il contribue également à la quantité de neige dans l'hémisphère sud. Bien que le cycle naturel soit bien compris, l'humanité l'a considérablement modifié, rendant la question du réchauffement climatique plus passionnante et presque entièrement attribuable à l'influence humaine.

L'inclinaison de la Terre est également responsable de la différence saisonnière entre les hémisphères nord et sud. Il y a environ 11 000 ans, la Terre était dans une période de climat doux et l'inclinaison de la planète provoquait une différence saisonnière significative entre les deux régions. Ce cycle se termine maintenant. Le processus suivant commencera dans environ vingt-deux mille ans, puis il s'inversera.

Précession

Les cycles de Milankovitch sont des variations naturelles de l'orbite terrestre qui provoquent des changements dans la quantité de rayonnement solaire entrant. Ils se produisent aux latitudes moyennes entre trente et soixante degrés au nord ou au sud de l'équateur - les trois principales différences d'orbite terrestre influencent le rayonnement solaire. De plus, les cycles d'inclinaison et d'oscillation sont influencés par la quantité de masse continentale dans l'hémisphère nord face au soleil.

Bien que les cycles de Milankovitch ne provoquent pas de changements de température spectaculaires, ils influencent la composition de l'atmosphère terrestre. Par exemple, CO₂ de l'océan Austral peut se propager dans l'atmosphère, amplifiant le réchauffement initial. Les sédiments marins tropicaux montrent un réchauffement environ mille ans après l'Antarctique et le début de la période chaude, et ce réchauffement coïncide avec l'augmentation du CO₂.

L'orbite de la Terre est une ellipse au lieu d'un cercle parfait en raison des forces gravitationnelles des planètes voisines Jupiter et Saturne. L'excentricité est la déviation par rapport au cercle idéal, faisant de la précession un facteur critique du réchauffement climatique.

Axe de rotation

Le troisième cycle est dû à la précession de l'axe de rotation de la Terre. Dans un cycle de 23 000 ans, la Terre est la plus proche du Soleil en janvier et la plus éloignée en juillet. Cette précession s'inversera dans 11 000 ans, provoquant des hivers plus rigoureux dans l'hémisphère Nord. Dans une vue détaillée des périodes glaciaires, la précession de la Terre et les cycles de Milankovitch sont significativement corrélés.

Bien que la théorie du réchauffement climatique et du changement climatique soit populaire, elle n'est pas sans poser de problèmes. L'idée exige que les deux tiers de la superficie terrestre de la Terre se trouvent dans l'hémisphère nord. Et si les deux tiers des terres sur Terre se trouvent dans l'hémisphère nord, la température et le climat seront proportionnellement plus bas que dans l'hémisphère sud. Ce schéma est un bon indicateur des schémas d'insolation et nous aide à comprendre pourquoi nous assistons à des changements climatiques aussi drastiques.

La théorie selon laquelle la rotation du soleil provoque le réchauffement climatique a de nombreux partisans, mais a été critiquée pour ses fondements scientifiques fragiles. La théorie de Milankovitch a été proposée pour la première fois dans les années 1930. Pourtant, les premières preuves scientifiques n'ont été fournies que dans les années 1970, lorsque les chercheurs du projet CLIMAP ont lié les changements dans les données de base des sédiments océaniques aux cycles de Milankovitch. Et ces changements, selon Milankovitch, pourraient expliquer les grandes périodes glaciaires et d'autres périodes de réchauffement climatique.

L'orbite, l'inclinaison et la rotation de la Terre ont causé des changements climatiques dans le passé, mais ces changements étaient si lents qu'ils ne sont pas la principale cause du réchauffement climatique aujourd'hui. Ces cycles étaient responsables d'une tendance au refroidissement à long terme. 

Alors que les cycles de Milankovitch contribuent au refroidissement et au réchauffement de la planète, ils le font sur des milliers d'années. Le réchauffement climatique que nous connaissons depuis 150 ans n'est pas lié aux cycles de Milankovitch et représente principalement l'influence humaine.