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 anciens âges glaciaires de la Terre au début des années 1900, selon l'American Museum of Natural History (AMNH).
La Terre a connu ses périodes glaciaires les plus récentes à l'époque du Pléistocène, qui a duré de 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 subir de tels changements climatiques au fil du temps, Milankovitch a incorporé des données sur les variations de la position de la Terre avec la chronologie des âges glaciaires pendant le Pléistocène. Il a étudié les variations de la Terre au cours des 600 000 dernières années et calculé les quantités variables de rayonnement solaire dues aux changements des paramètres orbitaux de la Terre. Ce faisant, il a été en mesure de relier des quantités plus faibles de rayonnement solaire dans les hautes latitudes nordiques aux périodes glaciaires européennes précédentes, selon AMNH.
Les calculs et les 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 de position 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-majeur (la longueur du grand axe 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 en presque une ligne droite a une excentricité de près de 1 (forte excentricité).
Selon l'Observatoire de la Terre de la NASA, l'orbite de la Terre change légèrement son excentricité au cours des 100 000 ans de près de 0 à 0,07 et vice-versa. Lorsque l'orbite de la Terre a une excentricité plus élevée, la surface de la planète reçoit 20 à 30 pour cent de rayonnement solaire de plus lorsqu'elle est au périhélie (la distance la plus courte entre la Terre et le soleil chaque orbite) que lorsqu'elle est à l'aphélie (la plus grande distance entre la Terre et soleil chaque orbite). Lorsque l'orbite de la Terre a une faible excentricité, il y a très peu de différence dans la quantité de rayonnement solaire 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 rayonnement solaire de plus 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 connaissons les saisons. Selon l'Indiana University Bloomington, de légers changements d'inclinaison modifient la quantité de rayonnement solaire tombant sur certains endroits de la Terre. Au cours d'environ 41 000 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 pour 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 tout au long de l'été et en hiver, pour finalement se transformer en d'énormes calottes glaciaires.
Aujourd'hui, la Terre est inclinée de 23,5 degrés et diminue lentement, selon EarthSky.
Précession
La terre vacille 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. Selon environ 26 000 ans, la Terre oscille en cercle complet, selon la Washington State University.
Maintenant, 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 progressive de la Terre signifie que Polaris n'est pas toujours l'étoile polaire. Il y a environ 5 000 ans, la Terre était davantage dirigée vers une autre étoile, appelée Thubin. Et, dans environ 12 000 ans, l'axe aura parcouru un peu plus son cercle de précession et se dirigera vers Vega, qui deviendra la prochaine étoile du Nord.
À mesure que la Terre achève 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 (la plus courte distance entre la Terre et le soleil), il sera pointé 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 pointé vers le soleil pendant le périhélie et éloigné 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:
