2024-02-14 19:13:06
L’orbite de la Terre autour du Soleil est en constante évolution. Cela ne change pas de manière significative d’une année à l’autre, mais au fil du temps, les tractions gravitationnelles de la Lune et d’autres planètes font varier l’orbite de la Terre. Cette migration affecte le climat de la Terre. Par exemple, le déplacement progressif de l’orbite terrestre et le changement d’inclinaison de l’axe terrestre conduisent aux cycles climatiques de Milankovitch. Donc, si vous voulez comprendre le paléoclimat ou l’évolution du climat de la Terre au cours des temps géologiques, il est utile de savoir quelle était l’orbite de la Terre dans un passé lointain.
Heureusement, la mécanique newtonienne et la loi de la gravité fonctionnent aussi bien en arrière qu’en avant. Nous pouvons utiliser la dynamique newtonienne pour prédire les éclipses et les trajectoires des vaisseaux spatiaux vers le système solaire externe, mais nous pouvons également l’utiliser pour remonter le temps et cartographier l’orbite de la Terre dans un passé profond. Sans limite.
Puisqu’il n’existe pas de solution exacte pour le mouvement orbital de plus de deux corps, nous devons exécuter nos calculs par ordinateur. Un peu de chaos entre en jeu, donc toute incertitude que nous avons sur les positions et les mouvements actuels des grands corps du système solaire diminue la précision de notre rétrodiction à mesure que nous remontons dans le temps. Heureusement, grâce à la télémétrie radar et à d’autres mesures, nos calculs sont si précis que nous pouvons retracer l’orbite de la Terre il y a 100 millions d’années avec une certaine confiance. C’est du moins ce que nous pensions, car un nouvel article démontre que nous avons négligé l’effet gravitationnel du passage des étoiles.
L’incertitude de l’orbite terrestre il y a 54 millions d’années. Crédit : N. Kaib/PSI
La plupart des étoiles sont trop éloignées pour avoir un effet mesurable sur l’orbite terrestre. Ils ne tirent pas plus sur notre monde que les rochers lointains du Nuage d’Oort. Mais de temps en temps, une étoile s’approche de près. Pas assez proche pour plonger notre système solaire dans le chaos, mais suffisamment proche pour donner un coup de pouce gravitationnel aux planètes solaires. L’étoile la plus rapprochée la plus récente a été HD 7977. À l’heure actuelle, l’étoile se trouve à environ 250 années-lumière, mais il y a 2,8 millions d’années, elle est passée à moins de 30 000 UA, soit une demi-année-lumière du Soleil. Il est possible qu’elle soit passée à 4 000 UA du Soleil. À une distance plus grande, l’effet gravitationnel du HD 7977 serait négligeable, mais à l’extrémité la plus proche de la portée, il serait significatif. Si l’on ajoute cela au mélange informatique, les incertitudes de l’orbite passée de la Terre font qu’il est difficile d’avoir une certitude sur plus de 50 millions d’années. Et cela a un impact significatif sur les études paléoclimatiques.
Par exemple, il y a environ 56 millions d’années, la Terre est entrée dans une période connue sous le nom de maximum thermique Paléocène-Éocène, au cours de laquelle les températures mondiales ont augmenté de 5 à 8 °C. Les modèles orbitaux soulignent le fait que l’orbite de la Terre était particulièrement excentrique à cette époque, ce qui pourrait en être la cause sous-jacente. Mais cette nouvelle étude soulève l’incertitude de cette conclusion, ce qui signifie que d’autres facteurs tels que l’activité géologique pourraient avoir joué un rôle majeur.
On estime qu’une étoile passe à moins de 10 000 UA du Soleil tous les 20 millions d’années environ. Cela signifie qu’à mesure que nous cartographions le mouvement orbital de la Terre plus profondément dans le passé, nous devons également rechercher les effets qui pourraient être inscrits dans les étoiles.
Référence: Kaib, Nathan A. et Raymond, Sean N. «Les étoiles qui passent comme un moteur important du paléoclimat et de l’évolution orbitale du système solaire.» Lettres de journaux astrophysiques 962 (2024) : L28.
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