Histoire climatique de la Terre : glaciations, périodes chaudes et réchauffement actuel
Fiche complète pour comprendre l’alternance des périodes glaciaires et interglaciaires au Quaternaire, les grands refroidissements du Cénozoïque et du Paléozoïque, la période chaude du Mésozoïque et la singularité du réchauffement climatique actuel.
Fiche SVT Terminale – Enjeux planétaires contemporains
En résumé
Le climat terrestre n’a jamais été parfaitement stable. Au cours de l’histoire de la Terre, on observe une alternance de périodes froides et de périodes chaudes. Au Quaternaire, cette alternance prend la forme de successions glaciaire/interglaciaire. À plus grande échelle, le Cénozoïque et certaines périodes du Paléozoïque montrent des refroidissements marqués, alors que le Mésozoïque correspond à une période globalement chaude. Le réchauffement actuel se distingue cependant par sa rapidité et par son lien étroit avec l’augmentation anthropique des gaz à effet de serre.
Ce qu’il faut savoir faire
- Définir une période glaciaire et une période interglaciaire.
- Identifier plusieurs indices permettant de reconstituer les climats passés.
- Expliquer le rôle des paramètres orbitaux dans les variations climatiques du Quaternaire.
- Distinguer refroidissements naturels anciens et réchauffement climatique actuel.
- Montrer que le climat de la Terre a déjà connu des périodes très chaudes, notamment au Mésozoïque.
- Mettre en évidence la spécificité du réchauffement climatique contemporain.
1. Le climat du Quaternaire : une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires
Le Quaternaire, débuté il y a environ 2,6 millions d’années, est caractérisé par une succession de périodes glaciaires et interglaciaires. Durant les périodes glaciaires, les calottes de glace s’étendent davantage ; durant les périodes interglaciaires, le climat est plus doux et les glaciers régressent.
Indices de reconstitution
- indices géomorphologiques : vallées glaciaires, moraines, blocs erratiques ;
- indices sédimentaires : dépôts glaciaires, variations des pollens fossiles ;
- indices géochimiques : rapports isotopiques, notamment de l’oxygène ;
- indices paléontologiques : répartition et composition des faunes et flores fossiles.
Ces données montrent que le climat du Quaternaire varie de manière répétée, avec des rythmes qui peuvent être reliés à certains paramètres astronomiques.
Le rôle des paramètres orbitaux (Milankovitch)
Les paramètres orbitaux modifient la répartition de l’énergie solaire reçue par la Terre. Ils participent à l’alternance glaciaire/interglaciaire, en interaction avec d’autres rétroactions climatiques.
2. Des périodes de refroidissement au cours du Cénozoïque et du Paléozoïque
À l’échelle des temps géologiques, le climat terrestre a connu d’importants refroidissements. Le Cénozoïque montre une tendance générale au refroidissement, tandis que le Paléozoïque a connu plusieurs épisodes glaciaires, notamment au Carbonifère-Permien.
Facteurs impliqués
- tectonique des plaques : ouverture/fermeture d’océans, position des continents, surrection de chaînes de montagnes ;
- circulation océanique et atmosphérique modifiée ;
- teneur atmosphérique en CO₂ variable au cours des temps géologiques ;
- rétroactions liées à l’albédo et aux glaces.
Au Cénozoïque, par exemple, l’installation de la calotte antarctique a renforcé certaines rétroactions de refroidissement. Au Paléozoïque, les grandes glaciations témoignent elles aussi de climats beaucoup plus froids que d’autres périodes de l’histoire de la Terre.
3. Une période chaude dans l’histoire de la Terre : le Mésozoïque (-252,2 à -65 Ma)
Le Mésozoïque correspond globalement à une période chaude de l’histoire de la Terre. Les indices géologiques et paléontologiques montrent l’absence d’extension importante des glaces et la présence d’organismes adaptés à des climats plus chauds. Cette période est parfois qualifiée de climat de type « greenhouse ».
Pourquoi un climat si chaud ?
- activité tectonique importante ;
- dégazage de CO₂ plus élevé ;
- configuration des continents et des océans différente ;
- circulations océaniques particulières ;
- rétroactions climatiques favorisant le maintien d’un climat chaud.
La documentation géologique montre ainsi que le climat terrestre a pu être durablement plus chaud qu’aujourd’hui, ce qui permet de replacer le réchauffement actuel dans une histoire climatique de long terme.
4. Le réchauffement climatique actuel
Le climat de la Terre se réchauffe aujourd’hui à un rythme rapide. Les observations instrumentales montrent une augmentation d’environ 1 °C de la température moyenne globale depuis la fin du XIXe siècle. Ce réchauffement se distingue des variations passées par sa vitesse et par sa forte corrélation avec l’augmentation des gaz à effet de serre liée aux activités humaines.
Pourquoi ce réchauffement est-il attribué à l’Homme ?
- augmentation rapide du CO₂ et d’autres gaz à effet de serre ;
- combustion des énergies fossiles ;
- déforestation et modification de l’usage des sols ;
- agriculture et industrie ;
- concordance entre émissions anthropiques et évolution récente du climat.
Les modèles climatiques montrent qu’il est très difficile d’expliquer le réchauffement récent par les seuls facteurs naturels. L’ajout des forçages anthropiques permet, en revanche, de reproduire correctement les observations.
Comparer l’histoire longue et la situation actuelle
5. Mots-clés à connaître
6. Carte mentale de synthèse
7. Méthodo express : traiter un exercice sur les climats passés
8. Erreurs fréquentes à éviter
9. Mini-entraînement corrigé
Exercice 1
Qu’appelle-t-on une période interglaciaire ?
Correction : c’est une période relativement plus chaude entre deux périodes glaciaires, durant laquelle les glaciers et les calottes de glace sont moins étendus.
Exercice 2
Donne deux exemples d’indices permettant de reconstituer les climats passés.
Correction : on peut citer les rapports isotopiques de l’oxygène, les pollens fossiles, les dépôts glaciaires, les vallées glaciaires ou certains assemblages de fossiles.
Exercice 3
Pourquoi le Mésozoïque est-il considéré comme une période chaude ?
Correction : les indices géologiques et paléontologiques montrent une faible extension des glaces et l’existence d’environnements compatibles avec un climat globalement plus chaud qu’aujourd’hui.
Exercice 4
En quoi le réchauffement actuel se distingue-t-il des variations climatiques passées ?
Correction : il se distingue par sa rapidité et par le fait qu’il est fortement corrélé à l’augmentation anthropique des gaz à effet de serre, ce que confirment les observations et les modèles climatiques.
Le climat terrestre a beaucoup varié au cours des temps géologiques ; ces variations passées, reconstituées par de nombreux indices, permettent de mieux comprendre la rapidité et la spécificité du réchauffement actuel.