Quels sont les cycles Milankovitch?

Les cycles de Milankovitch décrivent comment des changements relativement légers dans le mouvement de la Terre affectent le climat de la planète. Les cycles portent le nom de Milutin Milankovitch, un astrophysicien serbe qui a commencé à enquêter sur la cause des anciennes périodes glaciaires de la Terre au début des années 1900, selon l'American Museum of Natural History (AMNH)..

La Terre a connu sa plus récente période glaciaire à l'époque du Pléistocène, qui a duré il y a 2,6 millions d'années à 11 700 ans. Pendant des milliers d'années à la fois, même les régions les plus tempérées du globe étaient couvertes de glaciers et de calottes glaciaires, selon le musée de paléontologie de l'Université de Californie..

Pour déterminer comment la Terre pourrait connaître de si vastes changements climatiques au fil du temps, Milankovitch a incorporé des données sur les variations de la position de la Terre avec la chronologie des périodes glaciaires au Pléistocène. Il a étudié les variations de la Terre au cours des 600 000 dernières années et a calculé les différentes quantités de rayonnement solaire dues aux changements des paramètres orbitaux de la Terre. Ce faisant, il a pu relier des quantités plus faibles de rayonnement solaire dans les hautes latitudes nordiques aux précédentes périodes glaciaires européennes, selon l'AMNH..

Les calculs et graphiques de Milankovitch, qui ont été publiés dans les années 1920 et sont encore utilisés aujourd'hui pour comprendre le climat passé et futur, l'ont amené à conclure qu'il existe trois cycles positionnels différents, chacun avec sa propre longueur de cycle, qui influencent le climat sur Terre: le l'excentricité de l'orbite terrestre, l'inclinaison axiale de la planète et l'oscillation de son axe.

Excentricité

La Terre tourne autour du soleil dans une forme ovale appelée ellipse, avec le soleil à l'un des deux points focaux (foyers). L'ellipticité est une mesure de la forme de l'ovale et est définie par le rapport de l'axe semi-mineur (la longueur de l'axe court de l'ellipse) à l'axe semi-grand (la longueur de l'axe long de l'ellipse), selon Swinburne Université. Un cercle parfait, où les deux foyers se rencontrent au centre, a une ellipticité de 0 (faible excentricité), et une ellipse qui est écrasée presque en ligne droite a une excentricité de près de 1 (excentricité élevée).

L'orbite de la Terre change légèrement son excentricité au cours de 100000 ans de près de 0 à 0,07 et inversement, selon l'observatoire de la Terre de la NASA. Lorsque l'orbite de la Terre a une excentricité plus élevée, la surface de la planète reçoit 20 à 30% de plus de rayonnement solaire lorsqu'elle est au périhélie (la distance la plus courte entre la Terre et le Soleil sur chaque orbite) que lorsqu'elle est à l'aphélie (la plus grande distance entre la Terre et soleil sur chaque orbite). Lorsque l'orbite terrestre a une faible excentricité, il y a très peu de différence dans la quantité de rayonnement solaire qui est reçue entre le périhélie et l'aphélie.

Aujourd'hui, l'excentricité de l'orbite terrestre est de 0,017. Au périhélie, qui se produit le ou vers le 3 janvier de chaque année, la surface de la Terre reçoit environ 6% de plus de rayonnement solaire qu'à l'aphélie, qui se produit le ou vers le 4 juillet..

Inclinaison axiale

L'inclinaison de l'axe de la Terre par rapport au plan de son orbite est la raison pour laquelle nous vivons les saisons. De légers changements dans l'inclinaison modifient la quantité de rayonnement solaire tombant sur certains endroits de la Terre, selon l'Université de l'Indiana à Bloomington. Sur environ 41000 ans, l'inclinaison de l'axe de la Terre, également appelée obliquité, varie entre 21,5 et 24,5 degrés.

Lorsque l'axe est à son inclinaison minimale, la quantité de rayonnement solaire ne change pas beaucoup entre l'été et l'hiver sur une grande partie de la surface de la Terre et, par conséquent, les saisons sont moins sévères. Cela signifie que l'été aux pôles est plus frais, ce qui permet à la neige et à la glace de persister pendant l'été et en hiver, pour finalement former d'énormes calottes glaciaires..

Aujourd'hui, la Terre est inclinée de 23,5 degrés et diminue lentement, selon EarthSky.

Précession

La Terre oscille légèrement lorsqu'elle tourne sur son axe, de la même manière qu'une toupie commence à ralentir. Cette oscillation, connue sous le nom de précession, est principalement causée par la gravité du soleil et de la lune tirant sur les renflements équatoriaux de la Terre. L'oscillation ne change pas l'inclinaison de l'axe de la Terre, mais l'orientation change. Sur environ 26000 ans, la Terre oscille en un cercle complet, selon l'Université de l'État de Washington.

Aujourd'hui, et depuis plusieurs milliers d'années, l'axe de la Terre est orienté vers le nord plus ou moins vers Polaris, également connu sous le nom d'étoile du Nord. Mais l'oscillation précessionnelle progressive de la Terre signifie que Polaris n'est pas toujours l'étoile du Nord. Il y a environ 5000 ans, la Terre était davantage dirigée vers une autre étoile, appelée Thubin. Et, dans environ 12000 ans, l'axe aura parcouru un peu plus son cercle de précession et pointera vers Vega, qui deviendra la prochaine étoile nord..

À mesure que la Terre termine un cycle de précession, l'orientation de la planète est modifiée par rapport au périhélie et à l'aphélie. Si un hémisphère est pointé vers le soleil pendant le périhélie (distance la plus courte entre la Terre et le soleil), il sera dirigé vers l'extérieur pendant l'aphélie (la plus grande distance entre la Terre et le soleil), et l'inverse est vrai pour l'autre hémisphère. L'hémisphère qui est pointé vers le soleil pendant le périhélie et qui s'éloigne pendant l'aphélie connaît des contrastes saisonniers plus extrêmes que l'autre hémisphère.

Actuellement, l'été de l'hémisphère sud se produit près du périhélie et l'hiver près de l'aphélie, ce qui signifie que l'hémisphère sud connaît des saisons plus extrêmes que l'hémisphère nord..

Additionnel Ressources:

• Regardez: L'explication des cycles de Milankovitch en 5 minutes, à partir d'enquêtes philosophiques.
• Regardez cette vidéo explicative pour la précession de la Terre, du département d'astronomie de l'Université du Nebraska-Lincoln.
• En savoir plus sur Milutin Milankovitch, de l'observatoire de la Terre de la NASA.