AGROCLIMATOLOGIE – L’HISTOIRE CLIMATIQUE DE LA TERRE : DES CYCLES GLACIAIRES AUX CLIMATS DU XXIᵉ SIÈCLE, COMPRENDRE LE PASSÉ POUR CONCEVOIR LES ÉCOSYSTÈMES RÉSILIENTS DE DEMAIN

BILLAUT Fabrice

Histoire climatique de la Terre : comprendre les cycles climatiques, le changement climatique et préparer les jardins, forêts et territoires du futur | Omakëya™

Découvrez l’histoire complète du climat terrestre : cycles glaciaires, optimum médiéval, Petit Âge Glaciaire, réchauffement depuis 1850, climat du XXIᵉ siècle, Milanković, ENSO, NAO, AMO, Jet Stream… Un guide scientifique complet selon la vision Omakëya™ pour comprendre les paysages du futur.

Lorsque l’on parle aujourd’hui de changement climatique, beaucoup imaginent un phénomène totalement inédit.

La réalité scientifique est bien plus complexe.

Depuis plus de 4,5 milliards d’années, le climat terrestre n’a jamais cessé d’évoluer.

La Terre a connu :

  • des périodes où pratiquement aucune glace n’existait ;
  • plusieurs dizaines de grandes glaciations ;
  • des épisodes volcaniques gigantesques ;
  • des extinctions massives ;
  • des périodes tropicales jusqu’aux pôles ;
  • des océans totalement différents ;
  • des concentrations de CO₂ variant énormément.

Pourtant, jamais auparavant l’humanité n’avait développé autant d’infrastructures, de villes, d’agriculture intensive et de réseaux aussi sensibles aux variations climatiques.

Le véritable enjeu de l’agroclimatologie n’est donc pas seulement de comprendre le climat.

Il consiste à comprendre comment les écosystèmes répondent aux changements du climat, quelles sont leurs capacités d’adaptation, leurs limites, leurs mécanismes de résilience, afin de concevoir les paysages de demain.

C’est précisément la philosophie de la méthode Omakëya™ :

Ne jamais lutter contre le climat.

Comprendre ses mécanismes.

Puis concevoir des systèmes capables d’évoluer avec lui.

Pourquoi connaître l’histoire climatique ?

L’histoire climatique constitue probablement la discipline la plus importante pour toute personne souhaitant concevoir :

  • un jardin durable ;
  • une forêt résiliente ;
  • une ferme autonome ;
  • une ville fraîche ;
  • un territoire capable d’affronter les cinquante prochaines années.

Elle permet notamment de comprendre :

  • pourquoi certaines espèces disparaissent ;
  • pourquoi d’autres migrent ;
  • pourquoi les sécheresses reviennent ;
  • pourquoi certaines régions deviennent plus humides ;
  • pourquoi les incendies explosent ;
  • pourquoi certaines cultures deviennent impossibles.

Sans cette vision historique, on risque de concevoir un paysage adapté au climat d’hier plutôt qu’à celui de demain.

Les grandes périodes climatiques de la Terre

L’histoire climatique terrestre est marquée par plusieurs échelles de temps.

Certaines variations se produisent en quelques années.

D’autres nécessitent plusieurs millions d’années.

On distingue principalement :

  • les variations astronomiques ;
  • les variations océaniques ;
  • les variations atmosphériques ;
  • les variations tectoniques ;
  • les variations biologiques ;
  • les activités volcaniques ;
  • les activités humaines récentes.

Toutes interagissent.

Le climat n’est jamais contrôlé par un seul facteur.

Il résulte toujours d’un équilibre extrêmement complexe.

Les très grands climats de la Terre

Durant le Précambrien, la Terre connaît des épisodes extrêmes.

Les géologues parlent même de « Terre boule de neige » (Snowball Earth).

À certaines périodes, les glaciers auraient atteint les régions équatoriales.

Puis, à d’autres moments, le climat devient presque tropical sur toute la planète.

Durant le Crétacé, il existait :

  • des crocodiles près du cercle polaire ;
  • des forêts tempérées jusque dans l’Arctique ;
  • un niveau marin supérieur de plusieurs dizaines de mètres.

Ces changements se déroulent sur des millions d’années.

Ils sont principalement liés :

  • à la tectonique des plaques ;
  • à la position des continents ;
  • aux échanges océaniques ;
  • au volcanisme ;
  • à la composition de l’atmosphère.

Les cycles glaciaires

L’une des caractéristiques majeures du Quaternaire est l’alternance :

  • périodes glaciaires
  • périodes interglaciaires

Depuis environ 2,6 millions d’années, la Terre alterne continuellement entre ces deux états.

Pendant une glaciation :

  • les glaciers descendent très au sud ;
  • le niveau marin baisse parfois de plus de 120 mètres ;
  • les déserts s’étendent ;
  • certaines espèces migrent.

Puis survient une période plus chaude.

Les glaciers reculent.

Les forêts reviennent.

Les océans remontent.

Nous vivons actuellement dans une période interglaciaire appelée Holocène.

Les cycles de Milanković

Encadré scientifique

Les travaux du mathématicien serbe Milutin Milanković montrent que les variations de l’orbite terrestre modifient progressivement l’énergie solaire reçue.

Trois paramètres évoluent.

L’excentricité

Cycle d’environ :

100 000 ans.

L’orbite devient plus ou moins elliptique.

L’obliquité

Cycle d’environ :

41 000 ans.

L’inclinaison de l’axe terrestre varie.

Cela modifie fortement les saisons.

La précession

Cycle :

environ 23 000 ans.

L’axe terrestre oscille comme une toupie.

Cela change la répartition saisonnière du rayonnement solaire.

Ces trois phénomènes expliquent une grande partie des alternances glaciaires.

Ils constituent l’un des piliers de la paléoclimatologie moderne.

Les archives du climat

Le climat ancien est reconstitué grâce à de nombreux indicateurs.

Les principales archives sont :

  • carottes glaciaires
  • sédiments marins
  • pollens fossiles
  • cernes des arbres
  • coraux
  • spéléothèmes
  • tourbières
  • isotopes de l’oxygène
  • isotopes du carbone

Chaque archive raconte une partie de l’histoire.

Le croisement de ces informations permet de reconstruire plusieurs centaines de milliers d’années de climat.

L’Holocène

Depuis environ 11 700 ans commence une période particulièrement stable.

Cette stabilité climatique favorise :

  • l’agriculture ;
  • la domestication ;
  • les premières villes ;
  • les civilisations.

Cette stabilité est exceptionnelle dans l’histoire géologique.

C’est elle qui permet le développement humain.

L’Optimum climatique médiéval

Entre environ 950 et 1250, plusieurs régions connaissent un climat relativement doux.

Ce phénomène est souvent appelé Optimum climatique médiéval.

Cependant, il ne s’agit pas d’un réchauffement uniforme sur toute la planète.

Certaines régions sont plus chaudes.

D’autres ne montrent quasiment aucun changement.

Durant cette période :

  • extension de certains vignobles ;
  • agriculture plus au nord ;
  • croissance démographique ;
  • colonisation du Groenland par les Vikings.

Aujourd’hui, les scientifiques considèrent cet optimum comme principalement régional.

Le Petit Âge Glaciaire

Entre environ 1300 et 1850 apparaît une longue période plus froide.

On parle du Petit Âge Glaciaire.

Les conséquences sont nombreuses :

  • hivers rigoureux ;
  • glaciers alpins en forte progression ;
  • mauvaises récoltes ;
  • famines ;
  • gel fréquent des fleuves européens.

Cette période résulte probablement d’une combinaison de facteurs :

  • faible activité solaire ;
  • volcanisme ;
  • variabilité océanique ;
  • rétroactions climatiques.

Le climat moderne

À partir du XIXᵉ siècle, les observations météorologiques deviennent beaucoup plus précises.

Les stations météorologiques se multiplient.

Les réseaux internationaux apparaissent.

Les satellites viendront ensuite révolutionner la climatologie.

Les données deviennent alors suffisamment nombreuses pour suivre l’évolution globale du climat.

L’évolution depuis 1850

Depuis le milieu du XIXᵉ siècle :

  • les températures moyennes augmentent ;
  • les glaciers reculent dans de nombreuses régions ;
  • les vagues de chaleur deviennent plus fréquentes dans de nombreuses zones ;
  • le niveau moyen des mers s’élève ;
  • les régimes de précipitations évoluent selon les régions.

Cependant, cette évolution n’est pas uniforme.

Certaines régions connaissent davantage de sécheresses.

D’autres deviennent plus humides.

Le climat ne change jamais partout de la même manière.

C’est une notion fondamentale en agroclimatologie.

Le climat du XXIᵉ siècle

Aujourd’hui, les climatologues ne parlent plus d’un climat unique.

Ils travaillent avec :

  • des scénarios ;
  • des modèles numériques ;
  • des ensembles de simulations ;
  • des projections probabilistes.

Les principales évolutions attendues selon les régions concernent notamment :

  • l’augmentation des températures moyennes ;
  • des vagues de chaleur plus fréquentes et plus intenses dans de nombreuses zones ;
  • une modification des régimes de précipitations ;
  • une hausse de l’évapotranspiration potentielle ;
  • des événements extrêmes pouvant devenir plus fréquents ou plus intenses selon les régions ;
  • des déplacements des aires de répartition de nombreuses espèces.

Pour l’agriculture, cela signifie qu’il faut raisonner en termes de résilience et d’adaptation locale, plutôt que de rechercher un climat « idéal » figé.

Les grandes oscillations océaniques

Les océans emmagasinent plus de 90 % de l’excès de chaleur du système climatique. Ils pilotent donc une grande partie de la variabilité du climat.

Encadré scientifique – ENSO

ENSO (El Niño – Southern Oscillation) est une oscillation du Pacifique tropical alternant des phases El Niño et La Niña.

Ses effets peuvent inclure :

  • sécheresses dans certaines régions ;
  • pluies exceptionnelles ailleurs ;
  • modification des saisons agricoles ;
  • influence sur les cyclones et les rendements agricoles.

Encadré scientifique – NAO

La North Atlantic Oscillation (NAO) décrit les variations de pression entre l’anticyclone des Açores et la dépression d’Islande.

Elle influence notamment :

  • les hivers européens ;
  • les tempêtes atlantiques ;
  • les précipitations ;
  • les sécheresses hivernales.

Encadré scientifique – AMO

L’Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) correspond à des fluctuations de la température de surface de l’Atlantique Nord sur plusieurs décennies.

Elle peut influencer :

  • les sécheresses en Europe et en Amérique du Nord ;
  • l’activité cyclonique atlantique ;
  • certains régimes de précipitations.

Autres oscillations océaniques

Parmi les autres modes de variabilité étudiés par les climatologues figurent notamment :

  • la PDO (Pacific Decadal Oscillation) ;
  • l’IOD (Indian Ocean Dipole) ;
  • la MJO (Madden-Julian Oscillation), à plus courte échelle temporelle.

Ces oscillations interagissent parfois entre elles, rendant le système climatique particulièrement complexe.

Le Jet Stream

Encadré scientifique

Le Jet Stream est un courant aérien très rapide situé dans la haute troposphère.

Sa vitesse peut dépasser :

300 km/h.

Il agit comme une autoroute atmosphérique.

Lorsqu’il devient plus ondulé ou se déplace, il peut favoriser :

  • des blocages anticycloniques ;
  • des épisodes pluvieux persistants ;
  • des vagues de chaleur ;
  • des vagues de froid.

Sa dynamique dépend des contrastes de température entre les basses et les hautes latitudes, ainsi que d’autres facteurs atmosphériques.

Ce que nous enseigne l’histoire climatique

L’histoire climatique montre que :

  • le climat est naturellement variable ;
  • les changements peuvent être lents ou rapides selon les mécanismes en jeu ;
  • les écosystèmes évoluent constamment ;
  • les espèces migrent, s’adaptent ou disparaissent selon leur capacité de résilience.

Elle montre également que les sociétés humaines prospèrent davantage lorsqu’elles anticipent ces évolutions que lorsqu’elles cherchent à figer leur environnement.