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f : fréquence (cycles pour 1000 ans); 1/f : durée des cycles (milliers d'années)
Fig. 183
- Spectres des signaux climatiques contenus
dans une carotte de sédiments océaniques
Ces spectres résultent de l'analyse spectrale de trois courbes obtenues d'après
l'étude d'une carotte de sédiments du sud de l'océan Indien déposés de -250 000 ans
à nos jours : à gauche, spectre de la température de l'eau de surface, estimée quanti-
tativement par l'étude de l'abondance des différentes espèces de radiolaires ; au
milieu, spectre de la variation du
δ
18
O de tests de foraminifères planctoniques ; à
droite, spectre de l'abondance d'un radiolaire sensible aux différences de tempéra-
ture (
Cycladophora davisiana
). Dans les trois cas, on trouve des fréquences
proches des plus importantes de l'orbite terrestre à savoir, pour les pics a, 87 000
à 119 000 ans, pour b, 37 000 à 47 000 ans, pour c, 21 000 à 24 000 ans. Extrait
de J.-D. Hays, J. Imbrie et N.J. Shackleton, 1976.
Science
, 194, p. 1121-1132.
Ces travaux ont donc apporté un argument très important en faveur de la théorie
astronomique des climats mais n'ont pas expliqué la différence importante entre les
signaux climatiques et les variations de l'insolation.
21.2 D
E
L
'
INSOLATION
AU
SIGNAL
CLIMATIQUE
;
LE
RÔLE
DES
INLANDSIS
Il reste donc à expliquer comment les variations de l'insolation peuvent expliquer
les variations climatiques observées dans les dernières centaines de milliers
d'années. L'un des signaux climatiques du passé les plus accessibles étant le
18
O du
test des foraminifères fossiles, on peut chercher à élaborer un modèle qui en repro-
duira les variations à partir des variations de l'insolation calculées.
Deux difficultés se présentent. L'une concerne le décalage qui existe entre les
maximums et les minimums des deux courbes, l'autre la présence dans le signal
climatique de fortes variations de fréquence proche de celles de l'excentricité,
fréquence qui, on l'a vu, n'existe pas dans le spectre de l'insolation.
Le décalage peut être expliqué par le temps de réaction d'un système où
une sollicitation en entrée n'est pas immédiatement répercutée en sortie (
Fig. 184
).
Ce phénomène peut être caractérisé par une
constante de temps
que l'on définit
comme le temps T mis par le système pour atteindre une certaine proportion de son
état d'équilibre limite. Si la variation est exponentielle de la forme
δ
-
kt
y
0
e
=
on a,
par définition, T = 1/k.