Les variations du climat sur Terre peuvent se décrire comme une valse classique à trois temps que l’homme vient de perturber.
Premier temps de la valse : le milliard d’années. Au cours de l’histoire de la Terre, déjà longue de 4,6 milliards d’années, la luminosité du Soleil a beaucoup varié. C’est un aspect fondamental du climat terrestre puisque l’astre du jour fournit plus de 99 % de l’énergie disponible à la surface du globe. Notre Soleil est une étoile très ordinaire et son évolution est bien connue. Lorsque notre système solaire se met en place, le jeune Soleil est beaucoup moins lumineux qu’aujourd’hui, de l’ordre de -30 %. Dans un premier temps, sa luminosité croît de 7 % par milliard d’années. Pourtant, l’histoire climatique de notre planète n’est pas celle d’un long réchauffement. En effet, l’augmentation de la luminosité solaire est loin de déterminer à elle seule l’évolution climatique.
Second temps de la valse : la dizaine de millions d’années. La tectonique des plaques pilote les variations climatiques à une échelle de quelques dizaines de millions d’années, par ses effets directs et visibles : la lente dérive des continents, la formation et la déformation des bassins océaniques, l’ouverture et la fermeture de détroits, la surrection (élévation de roches par la tectonique des plaques) de chaînes de montagnes… mais aussi par son contrôle de l’érosion qui module la teneur en CO2 de l’atmosphère et donc l’intensité de l’effet de serre.
Troisième temps de la valse : les dizaines à centaines de milliers d’années. À cette échelle de temps, plus courte, la quantité d’énergie solaire reçue par la Terre suit les variations de son orbite autour du Soleil selon trois paramètres astronomiques. Son excentricité – la trajectoire de notre planète autour de l’étoile se déforme d’une orbite quasi circulaire à une trajectoire un peu plus ovale – qui varie avec deux périodes principales de 400 000 et 100 000 ans (la période d’une oscillation est le temps que met le système à revenir à sa position initiale). Son obliquité – l’angle que fait l’axe des pôles avec le plan dans lequel la Terre se meut autour du Soleil – qui oscille entre 22° et 24,5° avec une période de 41 000 ans. Enfin, la précession des équinoxes – due aux changements de la direction de l’axe de rotation de la Terre par rapport aux étoiles – qui varie avec une période d’environ 20 000 ans. Ce dernier mouvement modifie le rapport entre la position de la Terre sur son orbite et la survenue des saisons. Ainsi, l’été de l’hémisphère Nord peut survenir au moment où la Terre est au plus près du Soleil – en ce cas, l’été est plus chaud et l’hiver plus froid – ou, à l’inverse, au plus éloigné, comme actuellement, ce qui tempère la chaleur de l’été et modère la froidure de l’hiver. Les variations combinées de ces trois paramètres conduisent à des variations d’insolation importantes durant l’été de l’hémisphère Nord. Les impacts climatiques qui en découlent sont spectaculaires au Quaternaire (la période géologique actuelle depuis 2,5 millions d’années), car ces variations déclenchent l’alternance des cycles glaciaires/interglaciaires.
C’est l’enchevêtrement de ces trois temps qui explique les variations climatiques de la Terre, en dehors des catastrophes induites par la chute d’astéroïdes ou d’immenses éruptions volcaniques qui se produisent très rarement. Aujourd’hui survient un quatrième temps de cette valse, avec un tempo bien plus fulgurant : l’intervention de l’homme dans le système climatique, par ses émissions massives de gaz à effet de serre depuis 150 ans.
