Géologie spatiale, géologie interne terrestre et changement climatique

La variation d'excentricité :

Selon une périodicité de l'ordre de 100 000 ans, l'ellipse formée par l'orbite terrestre s'excentre d'environ 18 millions de km, ce qui modifie la distance de la Terre au soleil. De nos jours, l'excentricité de l'orbite terrestre fait que la Terre se trouve plus près du Soleil en décembre qu'en juillet.

Variation de l'obliquité de l'axe des pôles :

Actuellement, l'axe des pôles forme un angle de 23°27' avec la perpendiculaire. Cet angle varie de 22 à 25° tous les 41 000 ans environ.

Lorsque l'inclinaison de l'axe de la Terre est maximale, les rayons du soleil peinent à atteindre les hautes latitudes en hiver et inversement en été : les étés sont chauds et les hivers rigoureux, "ce qui correspond aux climats interglaciaires avec peu de glaces aux hautes latitudes sur les continents. Inversement, une diminution d'inclinaison correspond à des étés moins chauds et à des hivers moins froids, configuration qui cependant permet le développement des calottes glaciaires continentales." (J-C. Duplessy, directeur de recherche au CNRS, 2003)

La précession des équinoxes :

L'axe des pôles décrit un cône autour de la perpendiculaire au plan de l'écliptique selon un cycle principal de 23 000 ans et un cycle mineur de 19 000 ans.

Ainsi, le moment où le pôle Nord pointe vers le Soleil ne correspond pas toujours à la même position de la Terre sur son orbite. Il y a 11 000 ans, la Terre était au périhélie au solstice d'été d'où des glaciations en hiver car la Terre se retrouvait en aphélie (donc au plus loin du soleil).

De par sa structure interne notre planète est en perpétuelle évolution les plaques lithosphériques (plaques tectoniques) qui glissent sur le manteau (couche de magma visqueux entre le noyau et la croûte terrestre)  cela conduit à une activité volcanique et à des points chauds.

L'atmosphère et l'océan, qui sont des fluides qui interagissent. Ainsi, l'océan joue un rôle important dans la définition des climats.
Au niveau planétaire, actuellement, les eaux de surface des mers de Norvège et du Labrador, plus salées avec la formation de glace, plongent entre 2 000 et 4 000 mètres de profondeur (on parle de l'Eau Profonde Nord Atlantique) et circulent lentement vers les autres bassins océaniques. Dans le même temps, les eaux tropicales chaudes de surface remontent notamment vers le pôle Nord. Cette circulation lente (environ 1 500 ans) atténue les différences de températures entre les latitudes.

Crises biologiques et climatiques :  

- Le volcanisme associé à des points chauds peut être accru du fait de l’ascension de panaches mantelliques  (une remontée de roches anormalement chaudes dans le manteau terrestre) plus intenses, comme ce fut le cas au Deccan pour la crise Crétacé/Paléocène.

- Les déplacements des plaques lithosphériques peuvent être accélérés et entraîner également, entre autres, une activité volcanique accrue au niveau des dorsales (chaîne de montagne océanique).

- Mais aussi à des événements d’origine extra-terrestre , c’est à dire à des impacts d’astéroïdes.

Si, à l’échelle des temps géologiques, une crise semble brutale et immédiate, on peut parfois distinguer une succession d’étapes : changements géologiques progressifs, bouleversements climatiques et eustatiques (variations du niveau des océans), évènements cataclysmiques (volcanisme, impact météoritique)…

Exemple le petit âge glacière : 

Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer l'existence et surtout la persistance du Petit Âge glaciaire.
La première, fondée sur les découvertes réalisées en stratigraphie, relie le Petit Âge glaciaire des années 1800 à l'éruption très violente de plusieurs volcans, dont le Tambora. Il est en effet connu que les aérosols expulsés par un certain type de volcan peuvent nettement diminuer l'efficacité du rayonnement solaire. Le début du Petit Âge glaciaire au XIIIe siècle pourrait ainsi être lié, en partie, à un phénomène de forçage volcanique.
En 2013, une équipe scientifique française dirigée par Franck Lavigne estime, au regard des éléments analysés, que cette période de refroidissement serait causée par l'activité volcanique du volcan indonésien Samalas, qui serait entré en éruption en 1257 lors d'une explosion qualifiée de méga-colossale.

Changement climatique actuel :

Une différence importante, cependant, entre la situation actuelle et les précédents interglaciaires est l’impact direct et indirect croissant de l’homme sur les écosystèmes. L’analyse de calottes de glace montre qu’en dépit de l’insolation décroissante depuis 11 000 ans (qui devrait nous induire dans une période glaciaire), le taux de CO2 atmosphérique actuel reste au-dessus des valeurs enregistrées durant les précédents débuts de périodes glaciaires. Ce phénomène a tendance à empêcher la croissance de la calotte glaciaire. La discordance actuelle entre l’insolation, le volume global de glace, et le taux de CO2 atmosphérique n’a été enregistrée dans aucun des quatre derniers cycles climatiques.

Conclusion :

Les cycles  d’air glacière et inter-glacière sont directement lier à la géologie spatiale de la terre.

Si, à l’échelle des temps géologiques, une crise semble brutale et immédiate s’est qu’il est lier à la géologie interne terreste et ou du fait des activités humaines.