Chaos dans le Système Solaire et événements climatiques extrêmes ?

Le mouvement des orbites des planètes internes est chaotique (Laskar, 1989). Une des expressions du chaos est la mise en évidence dans les modèles astronomiques de plusieurs termes résonnants incluant des périodicités orbitales de quelques millions d’années (Ma). A cause du chaos, ces "grandes" cyclicités orbitales ont subi des variations de leurs périodicités dans le passé géologique, au-delà de ~45 Ma, et ne peuvent être détectées que dans les archives sédimentaires.

A travers l’analyse des cyclicités orbitales dans un enregistrement sédimentaire marin encadrant la limite Paléocène-Éocène nous démontrons, à l’âge de l’événement Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM) il y a ~56 Ma (Zachos et al., 2005), un changement marquant d’une périodicité de 2,3 Ma caractérisant l’excentricité de l’orbite terrestre (Figure A) et définissant un terme résonnant qui lie l’orbite de la Terre à celle de la planète Mars (Laskar et al., 2004). L’analyse de plusieurs solutions astronomiques montre également une remarquable transition chaotique à ~56 Ma via la cyclicité de 2,3 Ma (Figure B,C,D), renforçant ainsi l’observation géologique.

Le PETM est un événement paléoclimatique-paléocéanographique caractérisé par une augmentation de la température atmosphérique globale de ~5 °C sur une courte période inférieure à 10000 ans, une acidification de l’océan globale, et des majeurs turnovers biotiques affectant plusieurs organismes marins. La cause originelle de ces perturbations paléo-environnementales était la dissociation des réservoirs d’hydrate de méthane (CH₄)1 , source majeure de CO₂ (par oxydation de CH₄). Nous suggérons ainsi que le raccourcissement instantané de la périodicité astronomique, de 2,3 Ma à 1.1 Ma (Figure A), pourrait perturber/augmenter brutalement le flux d’insolation, et contribuait donc à la déstabilisation des réservoirs de CH₄ pendant une période (PETM) montrant déjà une forte hausse de température globale (Boulila, 2019).

• 1Réservoirs piégés dans les couches superficielles de sédiments du fond océanique, ou dans les sols des régions polaires (pergélisol). Ils sont stables à forte pression et basse température.