L'excentricité de la Terre

L'excentricité, un des paramètres de Milanković

La distance Terre-Soleil, qui est 149 millions de km, en moyenne, varie au cours de l'année. La Terre passe chaque semestre, alternativement, au périhélie, c'est-à-dire qu'elle est à ce moment là au plus près du soleil et à l'aphélie, c'est-à-dire qu'elle est à ce moment là au plus loin du soleil. L'écart entre ces deux distances est fixé par l'excentricité. C'est un des paramètres de Milanković ou cycles de Milanković qui correspondent à trois phénomènes astronomiques affectant la Terre : l'excentricité, l'obliquité et la précession. Ces paramètres sont utilisés dans le cadre de la théorie astronomique des paléoclimats. Ils sont en partie responsables des changements climatiques naturels, qui ont pour principale conséquence, les périodes glaciaires et interglaciaires.
La Terre décrit dans l'espace, non pas un cercle mais une ellipse, dont le Soleil occupe l'un des foyers, mais cette ellipse se déforme, jusqu'à une excentricité maximum de 0,06. Elle est actuellement de 0,016 et la distance Terre - Soleil varie de 3%, environ 5 millions de km. Dans le système solaire, les planètes ont des orbites qui se situent toutes à peu près dans le même plan, appelé l'écliptique. L'énergie solaire captée par la Terre est en moyenne au cours de l'année de 1367 w/m2. Cette énergie varie de 6% entre le point le plus proche du Soleil et le point le plus éloigné, elle varie entre 1408 W/m2 et 1326 W/m2.

Au cours du temps, l'excentricité varie sensiblement, ce qui fait que la distance Terre-Soleil varie entre 140 et 165 millions de km. Cette excentricité est due au Soleil et aux attractions gravitationnelles exercées par les autres planètes. Elle caractérise le degré d'aplatissement de l'ellipse par rapport à un cercle. Elle est actuellement très faible, ce qui stabilise le climat. L'attraction du Soleil lui impose un mouvement elliptique mais l'attraction gravitationnelle des autres planètes tend à déformer cette ellipse lentement. Cette excentricité évolue au cours du temps avec une période de 412 800 ans et un ensemble de périodes d'environ 100 000 ans. Il y a 128 000 ans, lors de la précédente période interglaciaire, l'excentricité était proche de 0,04 et l'énergie reçue par la Terre entre le périhélie et l'aphélie variait d'environ 16% au lieu de 6% aujourd'hui.

N. B. : L'excentricité définie la forme d'une orbite elliptique, elle varie entre 0 et 1. 0 pour des orbites circulaires. Une forte excentricité diminue l'axe le plus petit (périhélie) et augmente l'axe le plus grand (aphélie), mais ne modifie pas le grand axe.

Image : L'excentricité de la Terre n'est que de 0.016, malgré cette petite excentricité, la différence entre l'axe le plus petit (périhélie) et l'axe le plus grand (aphélie), est de 5 millions de km.

Autres effets de l'excentricité

L'excentricité de l'orbite de la planète aurait un effet sur les fluctuations de l'inclinaison et de l'intensité du champ magnétique terrestre. C'est ce qu'ont déclaré Toshitsugu Yamazaki et Hirokuni Oda, scientifiques du Geological Survey of Japan. Le champ magnétique terrestre est engendré par les mouvements du noyau métallique liquide, des couches profondes de la Terre.
En étudiant les variations à long terme du champ magnétique, les deux chercheurs ont examiné les propriétés magnétiques d'une colonne de sédiments marins, de 42 mètres de long, déposée sur une période de 2,25 millions d'années. Cela leur a permis d'établir que l'intensité et l'orientation du champ magnétique terrestre changent avec un cycle d'une durée de 100 000 ans.

L'excentricité mesure la déviation de l'orbite terrestre par rapport à une orbite circulaire. Elle va de 0 pour une orbite parfaitement circulaire à 1 pour un aplatissement complet de l'orbite (une ligne). Or l'excentricité de l'orbite terrestre varie entre 0 et 0,06 tous les 100 000 ans.

Image : l'excentricité, l'obliquité et la précession sont utilisées dans le cadre de la théorie astronomique des paléoclimats. Ces propriétés de la Terre sont en partie responsables des changements climatiques naturels, qui ont pour principale conséquence, les périodes glaciaires et interglaciaires. © 2013 Astronoo