GEOLOGIE GENERALE
Variation du niveau des océans au fil des millénaires

 

*** Idée schématique
Le climat de la planète est en relation directe avec l'importance du rayonnement solaire que nous recevons au niveau de la terre et des océans. Ce rayonnement peut être différent en fonction de la variation de la mécanique céleste entre le soleil et la terre ou de perturbations accidentelles qui viendraient modifier le rayonnement solaire (chute de météorites, activité volcanique, effet de serre ou autre).
La variation du rayonnement solaire agit sur la température moyenne, qui elle même va influencer les conditions climatiques qui feront varier en même temps le niveau des océans.

*** Les variations de l'activité solaire
Pendant de nombreuses années, l'énergie rayonnée par le Soleil était supposée invariable. D'où l'utilisation du terme de "constance solaire". En fait les astrophysiciens savent par l'observation de nombreuses étoiles que cette énergie a varié au cours du temps. Il y a quatre milliards d'années, la luminosité du Soleil n'était que 80% de celle d'aujourd'hui et elle a augmenté très lentement jusqu'à atteindre sa valeur actuelle.
Par ailleurs, les mesures récentes faites à partir de radiomètres embarqués sur des satellites ont montré que la "constante solaire" fluctue parallèlement au nombre de taches solaires (graphiques A + b + B1 + C). Connues depuis le XVIIe siècle, celles ci sont des zones sombres visibles à la surface du Soleil, caractérisées par des températures plus froides et de très forts champs magnétiques.
Tous les 11 ans, le champ magnétique du Soleil se retrouve confiné, avant de finalement se renverser brutalement, transformant le pôle nord en pôle sud et vice-versa. Cette inversion géante est précédée par une augmentation de l'activité solaire, marquée par l'émission de blobs de plasma, l'apparition de taches sombres de la taille de planètes et l'emission de radiations puissantes.

Les changements de régime périodiques de la dynamo solaire s'accompagnent d'une variation du nombre et de l'étendue des taches solaires et se caractérise par une variation de l'éclairement total d'environ 0,1%. Celui-ci augmente avec le nombre de taches car alors les zones libres de taches sont plus brillantes et rayonnent davantage. Cette période, appelée maximum solaire, peut être dangereuse pour la Terre, soumise à des tempêtes solaires capables de perturber les communications, d'endommager les infrastructures énergétiques, de nuire à certains êtres vivants, y compris les astronautes, et de provoquer la chute de satellites. (source : http://acces.ens-lyon.fr)

*** Le volume d'eau dans les bassins océaniques
Les variations relatives du niveau de la mer à l'échelle mondiale sont contrôlées par le volume d'eau dans les bassins océaniques. On considère que pendant les 200 derniers millions d'années le volume de l'eau sous forme de glace, de liquide et de vapeur est constant à la surface de la terre.

*** La variations des bassins océaniques (1)
La crise de salinité messinienne est un évènement géologique qui correspond à l'assèchement (ou aux assèchements successifs) de la mer Méditerranée, durant le Messinien (fin du Miocène). C'était il y a plus de 5 millions d'années, plus exactement de 5,96 à 5,33 Ma. (630 000 ans).

Cet assèchement était d'origine tectonique, dû en particulier à la fermeture (progressive) du détroit de Gibraltar, qui empêchait le rééquilibrage eustatique avec l'Atlantique. Il a conduit à une baisse du niveau marin de l'ordre de 1500 à 2500 mètres.
Les fleuves autour de la méditérranée apportent l'équivalent d'une hauteur d'eau de 20 cm, la pluie amène environ 40 cm.
La chaleur du climat et l'importance des vents secs contribuent à faire évaporer environ 1,20 m. L'océan atlantique apporte donc par l'intermédiare du détroit de Gibraltar environ 60 cm par an. C'est ce déficit qui a provoqué l'
assèchement progressif de la mer Méditérranée sur des millénaires, ou des dizaines de millénaires. Durant cette période, la concentration de sel a augmenté dans des proportions importantes pour former dans certains bassins d'évaporation des dépots de sel supérieur à 1500 m d'épaisseur.
Les différents fleuves du pourtour de la Méditerranée auraient à cette occasion creusé de gigantesques canyons de plusieurs centaines de mètres de profondeur dont des traces ont été retrouvées à Assouan et au Caire pour le Nil, à Lyon et à son embouchure pour le Rhône. Ces canyons auraient ensuite été comblés par les sédiments.
La remise en eau s'est faite au Zancléen (début du Pliocène), c'est-à-dire il y a 5,3 Ma, de manière très brutale. En quelques décennies la mer Méditerranée aurait été à nouveau remplie, entraînant une chute du niveau global des océans de l'ordre d'une quinzaine de mètres. Les traces du flot zancléen sont visibles en aval (à l'est) du détroit de Gibraltar sur les relevés topographiques. (plan D)
(1) information et illustration source Wikipédia


A - Evolution activité solaire de 1845 - 1935 - (zoom)


B - Evolution activité solaire de 1935 - 2010 - 2020 - (zoom)


B1- Evolution activité solaire cycle 25- (zoom)


C - Détail des 24 derniers cycles solaires - (zoom)


D - Illustration des fonds marins de la mer Méditerranée
vers le détroit de Gilbraltar - (zoom)

*** Constat
Le site http://svtcharlie.free.fr (graphique E) nous indique que le niveau des océans a atteint son maximum au crétacé (-70Ma) et à l'ordovicien (-450Ma) avec plus de 200 mètres par rapport au niveau actuel.

Grâce aux enregistrements paléoclimatiques, les scientifiques savent maintenant que pendant les millions d'années de vie de la terre le climat a fluctué entre des périodes de relative chaleur et de relative froideur.
C'est sur le site de l'Antarctique que le " carottage " de Vostok (plan F) a battu le record du monde de profondeur avec 3786 mètres (coupe G). Il a permis de connaître de façon précise les températures, teneur en gaz carbonique (CO2), en méthane (CH4) et en oxygène sur une période de 420 000 ans.
Le niveau des mers a varié à plusieurs reprises de façon importante durant différentes périodes de réchauffement et de glaciation (graphique K). Celles-ci se sont situées :
-- 1ère période glaciaire, de Günz 600 000 - 540 000 (variation -9° p/r aujourd'hui).
-- 2ème période glaciaire, de Mindel 480 000 - 430 000 (variation -9° p/r aujourd'hui).
-- 3ème période glaciaire, de Riss 240 000 - 180 000 (variation -9° p/r aujourd'hui).
-- 4ème période glaciaire, de Würm 120 000 - 10 000 (-120 000 : Niveau maximum des mers (+ 6m environ par rapport à aujourd'hui avec variation +3° ). (graphique I)

Dans la période la plus récente il a été constaté : (plan J - L)
--- froid maxi de -25 000 à -19 000 (niveau des mers à -125
m
avec variation -5° p/r à aujourd'hui )
--- réchauffement progressif de -19 000 à -11 500
--- réinstallation progressive du froid de -11 500 à -10 500 (stabilisation du niveau des mers vers -50m p/r à aujourd'hui).
--- reprise du réchauffement de -10 500 à -5 000 (niveau des mers de -50 à -5m env. et de -4 à 0° p/r à aujourd'hui)
--- la période du
" Petit Âge Glaciaire" interrompra ce réchauffement entre 1350 et 1850 de notre ère (graphique I). Il y aura deux remontées de température vers 1450 et 1700. Plusieurs indices le soulignent, cette période froide aurait été provoquée par une éruption volcanique. Le volcan en cause vient d’être identifié en Indonésie, sur l’île de Lombok. Il s’agit du Samalas, dont l’explosion qualifiée de mégacolossale serait survenue entre mai et octobre de l’année 1257. Cette gigantesque quantité de particules et de gaz projetées dans l'atmosphère serait environ 100 ans plus tard à l'origine de ce changement climatique sur plusieurs centaines d'années.
--- stabilisation moyenne jusqu'à nos jours (de +0,5 à -0,5°).

*** Hypothèses
La théorie originale de Milankovitch (Illustration H et voir détail Wikipédia) s'appuie sur les relations astronomiques entre la terre et le soleil. En effet la terre danse autour du soleil comme une toupie un peu folle. Le flux de la chaleur reçue varie donc en fonction de son excentricité.
Cette théorie identifie 3 types de variation de l'orbite de la terre autour du soleil qui pourraient agir tel des mécanismes pour changer le climat mondial.
Ceux-ci incluent :
-- des variations dans l'inclinaison de l'axe de rotation de la terre sur le plan de l'écliptique, ou précession des équinoxes : cycles de 21700 ans,
-- des balancements de son axe : cycles de 41000 ans,
-- des variations dans la forme de l'orbite de la terre (ou excentricité orbitale) : cycles de 95000 ans.
La théorie de Milankovitch a été employée pour expliquer le climat mondial de ces dernières 2 millions d'années avec des changements entre les périodes interglaciaires et glaciaires se produisant sur un cycle de 100 000 ans environ. Actuellement nous nous situerions en fin de la période " chaude " pour approcher (à 10000 ou 20000 ans près) du début d'une nouvelle ère glaciaire ; à moins que les effets de notre civilisation ne viennent perturber ces prévisions cycliques (voir graphique sur 400 000 ans).
Informations complémentaires et illustrations sur le site http://climatevolution.free.fr/ii1.html



E - Variation du niveau des océans sur 470 Ma - (zoom)


F - Plan de l'Antarctique avec la position de Vostok
(zoom)


G - Coupe schématique du carottage de Vostock
(zoom)


H - Illustration de la théorie de Milankovitch - (zoom)


I - Variation du niveau des océans sur 150 000 ans
(zoom)
www.univ-lehavre.fr


J - Variation du niveau des océans sur 19 000 ans
(zoom)
http://www.cnrs.fr/


K - Variation des températures sur 400 000 ans
(4 périodes glaciaires) - (zoom)

L - Détail de la variation des
températures sur 20 000 ans
(zoom)

*** Constat actuel
Depuis janvier 1993, le graphique O nous donne une élévation du niveau moyen de la mer estimée à 3,2 mm / an (pente des données tracées moyenne).
(source http://www.aviso.oceanobs.com)

*** Prévisions pour l'avenir relativement immédiat
1 - Le réchauffement climatique
Dans le rapport de l'IPCC datant de 1995 (Intergovemmental Panel on Climate Change), les prévisions des scientifiques indiquent un rehaussement moyen du niveau des océans du globe de 60 cm d'ici l'an 2100. Celui-ci se répartirait de la façon suivante :
-- 40 cm d'élévation seraient dus à l'augmentation des précipitations et à la dilatation de l'eau résultant de la hausse de température de l'océan et aux rejets des sédiments dans les océans dus à l'érosion.
-- 15 cm seraient dus à la fonte des glaces et glaciers autres que polaires (glace posée sur les continents).
-- 0 cm seraient du à la fonte des banquises (eau salée) et icebergs (eau douce) suivant le principe d'archimède.
-- 10 cm seraient dus à la fonte de l'inlandsis groenlandais (glace posée sur les continents)
-- et une diminution de 5 cm serait due à la croissance des glaces antarctiques par l'apport de précipitations neigeuses supplémentaires engendrées par l'augmentation de la vapeur d'eau occasionnée par le réchauffement !
-- Une inconnue subsiste à propos de l'influence de la variation des fonds marins (si la forme contenant le liquide varie, il y a une influence sur le niveau de celui-ci).
2 - Site avec documentation détaillée
Si vous souhaitez une documentation très détaillée sur le sujet, vous pouvez consulté
--
le site : https://www.les-crises.fr/climat-8-analyse-rechauffement/
-- La lettre "France Bleu" du 29/01/2012

A vous de faire vos pronostics !

 


M - Détail de la période du Petit Age Glaciaire - (zoom)


N - Augmentation du niveau des océans de 1880 à 1990 (zoom)
site original : http://www.cnrs.fr


O - Variation du niveau des océans sur 20 ans - (zoom)

mis à jour le 10/10/2019