En regardant la Lune dans le ciel nocturne, on n’imaginerait jamais qu’elle s’éloigne lentement de la Terre. Mais c’est bien le cas. En effet, en 1969, les missions Apollo de la NASA ont installé des panneaux réfléchissants sur la Lune. Ceux-ci ont montré que la Lune s’éloigne actuellement de 3,8 cm de la Terre chaque année.
Si l’on considère son taux de recul actuel et qu’on le projette dans le passé, on aboutit à une collision entre la Terre et la Lune il y a environ 1,5 milliard d’années. Cependant, elle s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années, ce qui signifie que le taux d’éloignement actuel est un mauvais indicateur du passé.
Avec nos collègues chercheurs de l’Université d’Utrecht et de l’Université de Genève, nous avons utilisé une combinaison de techniques pour tenter d’obtenir des informations sur le passé lointain de notre système solaire.
Nous avons récemment découvert l’endroit idéal pour reconstituer l’histoire à long terme de l’éloignement de notre Lune. Et ce n’est pas en étudiant la Lune elle-même, mais en lisant des signaux dans les anciennes couches de roches sur Terre.
Lire entre les couches
Dans le magnifique parc national de Karijini, dans l’ouest de l’Australie, des gorges (ou canyons) traversent des sédiments qui se présentent sous forme de couches cycliques, vieilles de 2,5 milliards d’années. Ces sédiments sont des formations de fer rubané. Elles sont composées de couches distinctives de minéraux riches en fer et en silice qui se sont autrefois déposées sur le fond des océans et que l’on retrouve aujourd’hui sur les parties les plus anciennes de la croûte terrestre.
Les falaises à Joffre Falls montrent des couches de formation ferreuse brun rougeâtre d’un peu moins d’un mètre d’épaisseur qui sont alternées, à intervalles réguliers, par des horizons plus sombres et plus minces.
La gorge de Joffre dans le parc national de Karijini, en Australie occidentale, qui présente des alternances régulières entre une roche plus dure, de couleur rouge-brun, et une roche plus tendre, riche en argile (indiquée par les flèches), sur une épaisseur moyenne de 85 cm. Ces alternances sont attribuées aux changements climatiques passés induits par les variations de l’excentricité de l’orbite terrestre.
(Frits Hilgen), Author provided
Les intervalles plus sombres sont composés d’un type de roche plus mou et plus sensible à l’érosion. Un examen plus attentif des affleurements révèle la présence d’une variation plus régulière et à plus petite échelle. Les surfaces rocheuses, qui ont été polies par l’eau de la rivière saisonnière qui traverse la gorge, révèlent un motif de couches alternées blanches, rougeâtres et gris bleuté.
En 1972, le géologue australien A.F. Trendall a soulevé la question de l’origine des différentes échelles de motifs cycliques et récurrents visibles dans ces anciennes couches de roches. Il a suggéré que ces modèles pourraient être liés aux variations climatiques passées, induites par les « cycles de Milankovitch ».
Changements climatiques cycliques
Les cycles de Milankovitch décrivent comment de petits changements périodiques dans la forme de l’orbite de la Terre et l’orientation de son axe influencent la distribution de la lumière solaire reçue par la Terre au fil des années.
Actuellement, les cycles dominants de Milankovitch changent tous les 400 000 ans, 100 000 ans, 41 000 ans et 21 000 ans. Ces variations exercent un grand contrôle sur notre climat sur de longues périodes.
Alternance rythmique de couches de roches blanches, rougeâtres et/ou gris bleutés d’une épaisseur moyenne d’environ 10 cm (voir flèches). Ces alternances, interprétées comme un signal du cycle de précession de la Terre, nous aident à estimer la distance entre la Terre et la Lune il y a 2,46 milliards d’années.
(Frits Hilgen)
Les exemples clés de l’influence du forçage climatique de Milankovitch dans le passé sont l’apparition de périodes de froid extrême ou de périodes chaudes, ainsi que des conditions climatiques régionales plus humides ou plus sèches.
Ces changements climatiques ont considérablement modifié les conditions à…
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Auteur: Joshua Davies, Professeur , Sciences de la Terre et de l’atmosphère, Université du Québec à Montréal (UQAM)
