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Relations Terre - Soleil. 2007/03/25Relations Terre-Soleil2 Lhomme et sa Terre Ceci permet à lêtre humain et à tout ce qui fait la vie dexister dans lenvironnement.

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1 Relations Terre - Soleil

2 2007/03/25Relations Terre-Soleil2 Lhomme et sa Terre Ceci permet à lêtre humain et à tout ce qui fait la vie dexister dans lenvironnement terrestre que lon appelle le climat. Léquilibre qui permet à lhomme de survivre sur la Terre est conditionné par l histoire et les conditions que le Soleil lui impose. Lévolution de celui-ci est un facteur essentiel de lhistoire de lhumanité, par les conditions de vie, qui déterminent directement les choix des groupes humains : migrations, cultures, conquêtes...

3 2007/03/25Relations Terre-Soleil3 Le climat Les composantes du climat sont entre autres : La variabilité et lévolution sont sous-jacentes à toutes ces composantes. locéan les continents latmosphère les nuages les glaciers les lacs et rivières la biomasse la banquise les influences humaines...

4 2007/03/25Relations Terre-Soleil4 Le rôle du Soleil Nous parlerons ici des variations dues : Le Soleil napparaît que par linsolation au Soleil lui-même aux mouvements de la Terre et ses perturbations dans lenvironnement du système solaire et aussi : de la mesure et de lobservation de ses variations des conséquences sur le climat des périodicités ainsi engendrées Mais cest le maître d œuvre du système.

5 2007/03/25Relations Terre-Soleil5 Ses influences sur la Terre la gravité –orbite de la Terre –marées le rayonnement électromagnétique –éclairement, énergie reçue –jour et nuit –saisons –chimie de latmosphère les particules émises –vent solaire, chauffage de latmosphère, cosmonucléides ( 10 Be, 14 C, 36 Cl) le champ magnétique –lignes de force du champ magnétique du Soleil –état de lionosphère Ces influences peuvent évoluer par les changements de lenvironnement interplanétaire et interstellaire.

6 2007/03/25Relations Terre-Soleil6 L'astronome Serbe Milutin Milankovitch a démontré entre 1920 et 1941 que toutes ces variations sont la cause des glaciations que la Terre a subies. La dernière grande glaciation a connu son maximum il y a ans, les températures étaient inférieures d'environ six degrés à celles actuelles et on peut s'attendre à un retour de la glace dans plusieurs dizaines de milliers d'années. Origine astronomique des cycles de Milankovitch La théorie astronomique des climats est basée sur l'idée que les variations à long terme (ou séculaires) des paramètres de l'orbite et de la rotation terrestre engendrent des variations de l'ensoleillement (ou insolation) reçue à la surface de la Terre, ces variations pouvant entraîner des changements climatiques dont la trace est parfois enregistrée ou gravée dans certains indicateurs paléoclimatiques et séquences géologiques. La théorie de Milutin Milankovitch

7 2007/03/25Relations Terre-Soleil7 Portrait de Milutin Milankovitch ( ) par by Paja Jovanovic en 1943 Milutin Milankovitch

8 2007/03/25Relations Terre-Soleil8 La précession axiale naffecte pas la forme de lorbite. Mais elle change la position des équinoxes et des solstices sur l orbite A la même époque de lannée, la distance Terre-Soleil change La durée des saisons varie. Précession et orbite de la Terre Mais, par rapport aux étoiles, le point vernal aura lui aussi tourné de 180°. actuellement il y a ans et dans ans

9 2007/03/25Relations Terre-Soleil9 Précession et périhélie La combinaison des deux phénomènes précédents donne la précession climatique. Elle est définie par la variation de l'angle entre le périhélie et l'équinoxe de printemps. Les variations modulées par l excentricité Analyse spectrale Période principale ans

10 2007/03/25Relations Terre-Soleil10 Effets de la rotation du périhélie Dans un demi cycle, ans environ, les effets seront inversés. Ce fut les cas vers -3250, où le périhélie était à léquinoxe dautomne. Cétait le temps des premières pyramides. Les pyramides étaient-elle entourées de jardins verdoyants ? Les contrastes sont les plus faibles lorsque le passage de la Terre au périhélie se fait vers les équinoxes. Quamène la rotation du périhélie ? Le changement cyclique de la dissymétrie densoleillement été hiver

11 2007/03/25Relations Terre-Soleil11 Variations de lobliquité En moyenne annuelle, les variations de l'insolation sont : aux hautes latitudes, l'impact est de quelques pour cent. aux pôles en phase avec l'obliquité à l'équateur en opposition de phase. Aux latitudes non tropicales, quand l'inclinaison est plus forte, les étés sont plus chauds et les hivers plus froids. Au voisinage du pôle les variations d'inclinaison se traduisent par une fluctuation de 14% de l'énergie interceptée au solstice d'été.

12 2007/03/25Relations Terre-Soleil12 Toutes les influences sont regroupées dans la théorie de Milankovitch (1930) Les périodes de glaciation / réchauffement devraient suivre les grandes variations de lensoleillement dues aux paramètres de lorbite de la Terre. différents cycles dactivités, bien représentés par le nombre de taches à sa surface, le plus connu étant celui de 11 ans... Mais il faut y ajouter les variations du rayonnement du Soleil : une lente augmentation depuis sa naissance

13 2007/03/25Relations Terre-Soleil13 Les cycles provoqués par les variations des éléments orbitaux sont des variations lentes et sinusoïdales En réalité, les effets sont très complexes et sont perturbés par des rétroactions amplificatrices ou modératrices : composition atmosphérique :effet de serre (CO 2, CH 4 …) Variations de la couvertures nuageuses avec des surfaces couvertes par les glaces variations dalbedo transports de chaleur grands courants marins océaniques et sub-océaniques : échanges océans - atmosphère :temporisation par la masse des océans échanges biosphère / atmosphère :développement de la matière organique mouvements tectoniques avec orogénèse et subduction : oxydation des roches volcanisme : production de CO 2

14 2007/03/25Relations Terre-Soleil14... Et tout récemment, l activité humaine! Les observations tirées des carottes dans les sédiments des mers, des glaces polaires permettent dobtenir les variations de composition, de températures et... et l on observe des variations en dents de scie.

15 2007/03/25Relations Terre-Soleil15 Les glaciations sont lentes et les déglaciations rapides Nous sommes actuellement dans un âge interglaciaire en attendant la prochaine glaciation si les effets anthropiques ne contrebalancent pas les effets naturels. Etude de carottes des calottes polaires

16 2007/03/25Relations Terre-Soleil16 Mais dans lanalyse de l abondance de H 2 18 O dans les carottes des glaces polaires, qui est un bon reflet de la température, lanalyse spectrale des variations fait apparaître toutes les périodes des phénomènes astronomiques. La corrélation évolution du climat, variation de l orbite de la Terre, ou théorie de Milankovitch est donc bien établie.

17 2007/03/25Relations Terre-Soleil17 Lobservation aux échelles géologiques, montre une évolution non périodique avec des oscillations dont les amplitudes sont beaucoup plus grandes que celles prédites. Le trait jaune correspond à l augmentation continue du rayonnement solaire depuis 4 milliards dannées. A remarquer : nous sortons dune période igloo

18 2007/03/25Relations Terre-Soleil18 Les géophysiciens et les paléontologues, en ont conclu que les variations densoleillement sont les effets déclencheurs de phénomènes amplificateurs ou modérateurs, tels la composition de latmosphère, la surface de glace aux calottes polaires, etc. Mais il est remarquable quau Quaternaire, il est dénombré 17 cycles glaciation-réchauffement, tous en phase avec les variations des éléments de lorbite terrestre. LAstronomie triomphe !

19 2007/03/25Relations Terre-Soleil19 FIN


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