“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 271 — #294
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7. Climat et cycles astronomiques
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carbonates marins, montrant ainsi plus d’une dizaine de successions glaciaireinterglaciaire avec une cyclicité très nette, ce qui rendait caduque la dénomination traditionnelle (Günz-Mindel-Riss-Würm). La théorie astronomique
devenait dès lors d’actualité.
Emiliani a donc défini les « stades isotopiques » qui sont toujours utilisés
aujourd’hui pour désigner les périodes glaciaires et interglaciaires, les numéros
impairs désignant les périodes interglaciaires et les numéros pairs les périodes
glaciaires. À ce titre, il est intéressant de remarquer que le stade 3 fait apparemment exception, puisqu’il est aujourd’hui unanimement considéré comme
faisant partie de la dernière période glaciaire (qui inclue donc les stades 4,
3 et 2). Cette apparente incohérence provient du simple fait que la théorie astronomique suggère a priori une périodicité dominante associée aux variations
d’obliquité, soit des cycles de 41 000 ans. Les très rares informations chronologiques disponibles à cette époque suggéraient un stade 3 vers 30-50 ka BP,
précédé de nombreux autres cycles plus anciens, de plus grande amplitude,
mais avec une datation incertaine. Il était dès lors assez logique de commencer
la numérotation des interglaciaires passés avec le stade 3, en conformité avec
l’idée d’une cyclicité principale liée à l’obliquité. Ce n’est que dans les années soixante et soixante-dix, grâce aux datations Pa-Th, qu’il est apparu que
la cyclicité principale était plutôt de l’ordre de 100 000 ans, une observation
qui semblait étrange par rapport à la théorie astronomique (Broecker et al.,
1970 [7]). Ce fameux « problème du 100 000 ans » reste d’ailleurs toujours une
difficulté majeure, comme cela sera explicité plus loin.
Les progrès dans les techniques de datation à l’aide des radio-isotopes ont
ainsi permis d’affiner peu à peu la chronologie, notamment en utilisant les
récifs coralliens et les renversement magnétiques identifiables à la fois dans les
sédiments marins et les coulées volcaniques. Il fut ainsi possible de proposer un
cadre temporel plus précis et de déterminer les périodicités paléoclimatiques.
Le papier de J. Hays et al. (1976) [9] identifia ainsi des cycles de 23 000 ans,
41 000 ans et 100 000 ans, qui correspondent bien aux fréquences astronomiques (Berger, 1978 [5]). Ceci démontra donc sans ambiguïté l’empreinte
astronomique sur le climat et l’intérêt de la théorie de Milankovitch.
7.3.2 Un système quasi-linéaire pour la précession
et l’obliquité
Si les périodicités astronomiques, sont effectivement bien présentes dans
les enregistrements paléoclimatiques, il reste à vérifier qu’une relation simple
est susceptible de lier les deux. Diverses techniques d’analyses ont été utilisées à cet effet. Il est ainsi possible d’évaluer la cohérence, c’est-à-dire la
corrélation dans le domaine spectral (ou domaine fréquentiel), entre le forçage astronomique et les données paléoclimatiques, géochimiques ou micropaléontologiques. Les résultats sont tout à fait significatifs pour les périodicités
de 23 000 et 41 000 ans, autrement dit pour les variations d’obliquité et de
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7. Climat et cycles astronomiques
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carbonates marins, montrant ainsi plus d’une dizaine de successions glaciaireinterglaciaire avec une cyclicité très nette, ce qui rendait caduque la dénomination traditionnelle (Günz-Mindel-Riss-Würm). La théorie astronomique
devenait dès lors d’actualité.
Emiliani a donc défini les « stades isotopiques » qui sont toujours utilisés
aujourd’hui pour désigner les périodes glaciaires et interglaciaires, les numéros
impairs désignant les périodes interglaciaires et les numéros pairs les périodes
glaciaires. À ce titre, il est intéressant de remarquer que le stade 3 fait apparemment exception, puisqu’il est aujourd’hui unanimement considéré comme
faisant partie de la dernière période glaciaire (qui inclue donc les stades 4,
3 et 2). Cette apparente incohérence provient du simple fait que la théorie astronomique suggère a priori une périodicité dominante associée aux variations
d’obliquité, soit des cycles de 41 000 ans. Les très rares informations chronologiques disponibles à cette époque suggéraient un stade 3 vers 30-50 ka BP,
précédé de nombreux autres cycles plus anciens, de plus grande amplitude,
mais avec une datation incertaine. Il était dès lors assez logique de commencer
la numérotation des interglaciaires passés avec le stade 3, en conformité avec
l’idée d’une cyclicité principale liée à l’obliquité. Ce n’est que dans les années soixante et soixante-dix, grâce aux datations Pa-Th, qu’il est apparu que
la cyclicité principale était plutôt de l’ordre de 100 000 ans, une observation
qui semblait étrange par rapport à la théorie astronomique (Broecker et al.,
1970 [7]). Ce fameux « problème du 100 000 ans » reste d’ailleurs toujours une
difficulté majeure, comme cela sera explicité plus loin.
Les progrès dans les techniques de datation à l’aide des radio-isotopes ont
ainsi permis d’affiner peu à peu la chronologie, notamment en utilisant les
récifs coralliens et les renversement magnétiques identifiables à la fois dans les
sédiments marins et les coulées volcaniques. Il fut ainsi possible de proposer un
cadre temporel plus précis et de déterminer les périodicités paléoclimatiques.
Le papier de J. Hays et al. (1976) [9] identifia ainsi des cycles de 23 000 ans,
41 000 ans et 100 000 ans, qui correspondent bien aux fréquences astronomiques (Berger, 1978 [5]). Ceci démontra donc sans ambiguïté l’empreinte
astronomique sur le climat et l’intérêt de la théorie de Milankovitch.
7.3.2 Un système quasi-linéaire pour la précession
et l’obliquité
Si les périodicités astronomiques, sont effectivement bien présentes dans
les enregistrements paléoclimatiques, il reste à vérifier qu’une relation simple
est susceptible de lier les deux. Diverses techniques d’analyses ont été utilisées à cet effet. Il est ainsi possible d’évaluer la cohérence, c’est-à-dire la
corrélation dans le domaine spectral (ou domaine fréquentiel), entre le forçage astronomique et les données paléoclimatiques, géochimiques ou micropaléontologiques. Les résultats sont tout à fait significatifs pour les périodicités
de 23 000 et 41 000 ans, autrement dit pour les variations d’obliquité et de