Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

La théorie astronomique des climats depuis Lagrange et Le Verrier à nos jours

Jacques Laskar CNRS, Observatoire de Paris

Les interactions gravitationnelles entre les planètes du système solaire induisent des variations des orbites et de l’orientation des axes de rotation des planètes. Il en résulte des variations de l’insolation à la surface de la Terre qui, selon la théorie de Milankovitch des climats, est à l’origine des grandes variations climatiques du passé. Depuis qu’il a été possible de confronter les variations calculées de l’insolation aux données sédimentaires et glaciaires, ce scénario a été globalement confirmé, à tel point que la solution astronomique est maintenant utilisée pour la calibration des échelles de temps géologiques des périodes les plus récentes, de préférence aux méthodes radiogéniques.

Ces travaux ont nécessité le calcul de solutions toujours plus précises pour le mouvement de l’orbite terrestre, mais en cette année 2013 de commémoration à la fois des mathématiques de la planète Terre et du bicentenaire de la disparition de Lagrange, je rappellerai que Lagrange fut le premier à donner une solution convaincante pour les variations à long terme de l’orbite de la Terre. Il a cependant fallu attendre les calculs de Le Verrier, postérieurs, pour que la communauté scientifique prenne vraiment compte de la variabilité de l’orbite terrestre et élabore les premiers scénarios pour ses variations climatiques à long terme.

Aujourd’hui, avec le développement des forages sédimentaires marins, et l’acquisition de données continues de très bonne qualité, il devient tentant de chercher à retracer l’histoire orbitale de la Terre sur des durées toujours plus longues. Mais on se heurte alors à la divergence exponentielle des incertitudes de l’orbite Terrestre résultant du mouvement chaotique du mouvement du système solaire. On peut alors montrer que malgré tous les progrès possible dans le futur sur la détermination des constantes initiales et paramètres du mouvement du système solaire, il ne sera sans doute jamais possible de déterminer de manière précise le mouvement de la Terre sur une durée de plus de 60 millions d’années.