Extension maximale des calottes glaciaires du Nord de l'Europe au cours du Vistulien et de son équivalent alpin le Würmien. L'inlandsis (calotte anglo-irlandaise et calotte fennoscandienne dont l'épaisseur était de 3 km au centre2) atteint le bassin de Londres et la plaine germano-polonaise. Les glaciers alpins poussent des langues terminales en larges glaciers de piémont jusqu'à Sisteron, la Dombes et le Jura. La toundra est au cœur de l'Europe.
Les glaciations quaternaires, aussi nommées glaciations plio-quaternaires, sont la succession d'au moins 17 périodes glaciaires (de durée variant initialement de 50 000 ans puis, à partir de 1,2 Ma, avec une périodicité proche de 100 000 ans) survenant régulièrement depuis 2,58 millions d'années (durant le système Quaternaire, dernière période de l'ère Cénozoïque), et séparées par des périodes interglaciaires (de durée variant entre 10 et 20 000 ans). Cette période s'inscrit dans un événement de refroidissement global du climat en cours depuis plus de 50 Ma et en constitue la période la plus froide. Les périodes glaciaires sont caractérisées par le développement d'inlandsis sur les continents, dont l'action a fortement contribué à façonner les paysages actuels par le biais de l'érosion glaciaire. Ces alternances se sont soldées par des cycles d'extinction suivis de recolonisation des milieux qui, associés à la dérive génétique, ont profondément structuré la diversité génétique de chaque zone au cours des épisodes glaciaires successifs.
Formation de la calotte glaciaire ArctiqueLe glacier de Mendenhall en Alaska.
La phase de formation de la calotte glaciaire Arctique a débuté il y a environ 2,7 millions d'années. Elle fut suivie d'un lent processus de refroidissement global, dont on trouve déjà les prémices à la fin de l’Eocène. Il y a 4,6 millions d'années, l’isthme de Panama commença à se refermer, entraînant un bouleversement des courants océaniques, qui se traduisit entre autres par une augmentation de l'humidité de l'air dans l'Arctique, et finalement l'englacement de l’hémisphère Nord.
Structure de la période glaciaire actuelleLa période glaciaire actuelle est ponctuée de courtes périodes de réchauffement. Les épisodes froids (glaciations) se caractérisent par une extension massive des glaciers. Avec une durée moyenne de 90 000 ans, ils dominent largement sur les épisodes interglaciaires (seulement 15 000 ans). Ces interglaciaires sont généralement prompts à s'établir, alors que les glaciations sont très progressives. Ainsi les changements climatiques sont-ils rarement équilibrés : à des réchauffements rapides succèdent des refroidissements lents et durables.
Le cycle complet d'un interglaciaire au suivant dure, pour les périodes récentes, un peu plus de 100 000 ans ; mais cette estimation ne vaut que pour les derniers 600 000 à 800 000 ans. De 2,7 millions d'années jusqu'à environ 700 000 ans BP, la durée moyenne d'un cycle n'était que de 40 000 ans. Il faut rapporter cela avec des périodes presque aussi longues, de changement de l’inclinaison de l’écliptique (inclinaison de l'axe terrestre). Le cycle actuel de 100 000 ans est principalement lié aux variations de l’excentricité de l'orbite terrestre. On ne dispose pour l'instant d'aucune interprétation satisfaisante de cette altération de la durée des cycles.
L'interglaciaire actuel, désigné sur l'échelle des temps géologiques comme la série de l'Holocène, dure depuis déjà 11 000 ans. Cependant, ces épisodes, plus chauds que les épisodes de glaciation, présentent un climat relativement frais à l'échelle des temps géologiques : la couverture neigeuse autour des pôles et au sommet des montagnes (neiges éternelles) reste permanente. Les glaciers ne peuvent toutefois se maintenir aux latitudes moyennes et il s'y établit le climat tempéré d'aujourd'hui, avec en particulier des hivers doux.
Causes des glaciationsOn recherche aujourd’hui les causes du refroidissement général de la planète depuis l’Éocène dans la géologie elle-même, les oscillations climatiques mineures se laissant par ailleurs très bien expliquer par les variations périodiques de l'excentricité de l'orbite terrestre ou les cycles d'activité du Soleil.
La recherche des causes du cycle des glaciations reste aujourd'hui l'une des branches fondamentales de la paléoclimatologie. Elle est intimement liée aux noms de James Croll et Milutin Milanković, qui tous deux se sont appuyés sur l’hypothèse du Français Joseph-Alphonse Adhémar, selon laquelle des altérations de la géométrie de l’orbite terrestre seraient responsables des glaciations périodiques.
Variations de l'orbite terrestreArticle détaillé : Théorie astronomique des paléoclimats.Les variations de l’orbite terrestre sont une conséquence de l’évolution de la distribution des interactions gravitationnelles au sein du système Soleil-Terre-Lune. Elles altèrent la forme elliptique de l’orbite terrestre (Excentricité) autour du Soleil selon une période d'environ 100 000 ans, ainsi qu'une oscillation de l'axe de rotation propre de la Terre (inclinaison de l’Écliptique) selon une période de 40 000 ans, tandis que l'axe des équinoxes reprend la même position sur la trajectoire elliptique à peu près tous les 25 780 ans. Ces « cycles de Milanković » provoquent des changements périodiques de la répartition du flux solaire à la surface de la Terre.
Inspiré par les idées du météorologue allemand Vladimir P. Köppen, Milutin Milanković formula en 1941 (Der Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitproblem) l’hypothèse selon laquelle les glaciations surviennent à chaque fois que le rayonnement solaire reçu dans les hautes latitudes de l'hémisphère nord atteint un minimum. Selon Köppen, en effet, la fraîcheur des étés compte davantage que le froid des hivers dans la formation des glaciers. Milanković a donc recherché la cause des glaciations dans les régions où les étés sont les plus frais, à savoir les hautes latitudes de l'hémisphère Nord.
Pour certains, les variations des paramètres de l'orbite terrestre (cycles de Milankovitch) ont pu constituer un facteur déclenchant propice au phénomène mais leur action a certainement été amplifiée par différents facteurs. Ainsi on a avancé comme l'une des causes du début de l'englacement de l'Antarctique et de l'hémisphère Nord, les processus tectoniques et leur action sur les courants marins. Par ailleurs la teneur en CO2 de l’atmosphère, qui est couplée aux oscillations thermiques du globe, aurait joué un rôle actif, comme en témoignent diverses études menées sur les carottes de glace vieilles de 800 000 ans prélevées dans l’Antarctique et au Groënland. De cette façon, la baisse de concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, tels le dioxyde de carbone (ainsi que le méthane et le protoxyde d'azote) expliquent environ un tiers de la baisse de température ayant mené aux glaciations, et même la moitié selon une étude récente. D'autres processus de contre-réaction positive, comme l'amplification de l'albédo par les calottes glaciaires ou la disparition de la couverture végétale, ainsi que la variabilité de l'humidité de l’atmosphère ont entretenu le phénomène. On explique les variations dites « stadiales » (refroidissements éphémères au cours d'un âge interglaciaire) et « interstadiales » par le couplage avec la circulation thermohaline.
Cycles solairesIl y a eu, lors de la dernière période glaciaire, deux douzaines d'oscillations climatiques, au cours desquelles la température de l'Atlantique Nord n'est remontée à 12 °C que pour une décennie. Ces « événements de Dansgaard-Oeschger » paraissent survenir tous les 1 470 ans, périodicité qu'on tente d'expliquer par la concomitance de deux cycles solaires : celui de 87 ans et celui de 210 ans, puisque 1 470 est le premier multiple commun de 210 et de 86,5. Au cours de l'interglaciaire actuel, ces événements de Dansgaard-Oeschger ne se sont toujours pas reproduits car les faibles variations d'activité solaire n'ont pas suffi à altérer de manière significative la stabilité des courants marins de l'Atlantique depuis 10 000 ans.
Source : Wikimonde.com
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Sujet: Glaciations quaternaires. (partie 1) 
