Image default
Terre Cosmos Géologie Histoire Climat Education Paléontologie Société telex

Un scientifique de la VUB décrypte les cycles astronomiques d’il y a 450 millions d’années grâce à une approche musicale

La Terre tourne autour du Soleil selon une orbite qui varie entre un cercle presque parfait et une ellipse. La direction de l’axe de la Terre change au fil du temps et l’angle de l’axe de la Terre par rapport au Soleil n’est pas constant. Chacun de ces phénomènes joue un rôle dans le climat de la Terre. Ces différents mouvements cycliques interagissant les uns avec les autres tout au long de l’histoire de la planète. Matthias Sinnesael (VUB-UGent) a développé une méthode originale et précise pour décrypter ces cycles. Une méthode qui est également utilisée dans l’analyse de la musique.

Pour son doctorat, Matthias Sinnesael a étudié d’anciennes roches canadiennes formées pendant l’Ordovicien, une ère géologique qui s’est déroulée il y a 485 à 444 millions d’années. Les concentrations de CO2 dans l’atmosphère étaient alors beaucoup plus élevées qu’aujourd’hui et il n’y avait pratiquement pas de végétation sur les continents. La majeure partie de la vie développée se trouvait encore dans les océans. Presque toutes les masses terrestres se trouvaient dans l’hémisphère sud et un océan géant couvrait l’hémisphère nord. Durant la période ordovicienne, le climat a évolué de très chaud à très froid, ce qui a entraîné de véritables périodes glaciaires.

« Les roches sont les derniers témoins matériels du climat qui prévalait jadis sur la planète, explique M. Sinnensael. Ce sont les seules archives naturelles qui nous permettent d’étudier le climat d’il y a très longtemps. D’autres archives climatiques, telles que les arbres, la glace, les dépôts de tourbe, les stalagmites, ne permettent pas de remonter jusqu’à l’Ordovicien. »

Ainsi, les cycles astronomiques sont « enregistrés » dans les roches. Ils modulent l’énergie solaire qui atteint la planète et influencent le climat. « Ces fluctuations climatiques sont visibles dans la composition des roches. Pour le dire simplement : si, par exemple, le climat devient plus humide à un certain endroit, davantage de sédiments peuvent être transportés de la terre vers la mer via les rivières. Si le temps devient plus sec, davantage de poussières du désert seront emportée dans l’atmosphère et déposées ailleurs. Tous ces dépôts deviennent alors des roches au cours du temps. Des roches qui nous permettent aujourd’hui de reconstruire l’histoire du climat».

Le grand problème de cette reconstruction est le facteur temps. Les géologues sont généralement très heureux s’ils peuvent enregistrer la formation de telle ou telle formation rocheuse si loin dans le temps avec une marge d’erreur de plusieurs millions d’années. En conséquence, l’histoire climatique de la terre est également très mouvementée. « En appliquant aux cycles astronomiques une technologie qui est également utilisée pour l’analyse des sons, nous pouvons rendre beaucoup plus précise les estimations de certains événements climatiques dans le temps », explique M. Sinnesael. « La musique est une accumulation de sons, chacun ayant sa propre amplitude et sa propre fréquence, qui interfèrent les uns avec les autres. En fait, les cycles astronomiques ne sont pas très différents, mais avec des fréquences très basses et des amplitudes différentes. »

Les algorithmes, développés à l’origine pour analyser les signaux musicaux, ont été adaptés au contexte géologique. L’exercice de réflexion interdisciplinaire a permis de reconnaître et de « traduire » les données géologiques et a abouti à une séquence climatologique détaillée. « Nous allons maintenant affiner la recherche en collaboration avec le professeur Mirolslav Zivanovic de l’Universidad Pública de Navarra à Pampelune.

Les résultats des analyses sont prometteurs. Ils ont produit des échelles de temps pour l’Ordovicien avec une précision sans précédent (de plusieurs milliers d’années), permettant de mieux comprendre les causes, le moment et la durée des changements climatiques pendant cette ère géologique.

Des échelles de temps plus précises permettent également de tester des modèles climatiques à long terme. La méthode de Sinnesael peut être utilisée pour affiner ces longues échelles de temps.

L’intelligence artificielle aide à mieux prédire l’évolution des patients Covid-19

frans

Télémédecine : aux Cliniques St-Luc, une urgence sur deux en dentisterie a été traitée en mode distanciel

Christian Du Brulle

Des drones renifleurs de mines à la rescousse

Christian Du Brulle