2-La complexité du système climatique

Exercice : Comment débute une période glaciaire ?

Une conséquence de la théorie astronomique du climat de Milutin Milankovitch est qu’un été particulièrement froid peut provoquer un refroidissement du globe suffisant pour faire entrer la planète dans une période glaciaire.

Source : https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/milankovitch.xml (variation du rayonnement solaire entre -25 et -10 kans)

À l’aide de vos connaissances et des documents, expliquez pourquoi :

  1. le fait que la neige ne fonde pas pendant l’été peut accélérer le refroidissement global de la planète ;
  2. un été froid dans l’hémisphère sud n’a pas un effet aussi important sur la température globale qu'un été froid dans l’hémisphère nord.
  3. la Terre se refroidit et se réchauffe de façon périodique.

Document 1 : L'Islande en hiver


survoler l'image pour avoir la localisation des glaciers en été

Source : http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=6605

Document 2 : Comparaison des hémisphères Nord et Sud

Les calottes glaciaires sont des masses de glace (ou "glaciers") couvrant les continents ; les icebergs sont des "glaçons" flottant sur les mers et océans. Les glaciers les plus grands se trouvent aux pôles, on les appelle alors des calottes polaires ou indlandsis. La glace se forme par compaction de la neige au cours du temps, sous son propre poids.

image composite du pôle Nord image composite du pôle Sud
Source : Google Earth

Un refroidissement est d'autant plus probable que les contrastes saisonniers sont les plus faibles, et donc l'été peu marqué :

« Il y a 115 000 ans, l'inclinaison est faible (22°24'), mais l'été se produit lorsque la Terre s'éloigne du Soleil. L'insolation estivale devient inférieure de 9 % de ce qu'elle est aujourd'hui. Les glaces accumulées en hiver ne reçoivent pas assez d'énergie pour fondre en été. Une glaciation démarre. »

D'après "Les climats passés de la Terre" de M. Rotaru & al. (Vuibert, 2006)

Ces paramètres astronomiques du climat vont être amplifiés par des boucles de rétroaction, comme l'albédo et l'effet de serre (via la solubilité du dioxyde de carbone dans les océans).

L'effet d'une variation de l'obliquité est plus importante aux pôles qu'à l'équateur.

Quand la Terre est le plus loin du Soleil pendant l'été dans l'hémisphère nord, une glaciation peut survenir si à la fois l'excentricité et l'obliquité sont faibles.

Source : "La planète miracle - L'invasion des glaciers" TF1 vidéo

Document 3 : Deux exemples de périodes glaciaires

Ce document représente les isothermes en juillet à l'époque actuelle. En survolant l'image, on observe la situation il y a 115 000 ans, obtenue grâce à une simulation informatique basée sur la théorie astronomique du climat de Milankovitch.

On voit ainsi que la température à un endroit donné varie peu d'une période glaciaire à une période chaude comme la notre.

Entre les deux dates, la variation d'énergie solaire reçue par la Terre n'est que de 9%.

Source : "L'orbite de la Terre et les périodes glaciaires", article de Curt Covey (Pour la Science, avril 1984)

 

 

Ce document représente les glaciers en 1984.

En survolant l'image, on observe la situation il y a 18 000 ans : à ette époque, la Terre était dans sa dernière période glaciaire (qui dura de -110 à -10 ka).

La température moyenne n'était que de 4° inférieure à celle de la période interglaciaire qui suivit il y a 10000 ans.

Source : "L'orbite de la Terre et les périodes glaciaires", article de Curt Covey (Pour la Science, avril 1984)