Existe-t-il une relation entre le climat et le champ magnétique terrestre à l'échelle des variations orbitales?

Version 2006-2007

Mots clés

climat ; champ magnétique terrestre ; oscillations orbitales ; aimantation

Résumé

Les relations entre variations climatiques et géomagnétiques sur des périodes excédant plusieurs millénaires ont été suggérées à maintes reprises depuis plusieurs années. On retrouve par exemple de plus en plus fréquemment des corrélations entre les épisodes de refroidissement indiqués par les variations isotopiques de l'oxygène (d18O) et l'apparition des évènements géomagnétiques ou encore une analogie des contenus spectraux des variations d'intensité ou d'inclinaison du champ magnétique et du climat. Si l'influence des variations de l'orbite terrestre sur le climat n'est plus à démontrer, on ne peut pas rejeter complètement que les mécanismes impliqués dans la dynamo terrestre puissent également y être sensibles, ni l'hypothèse selon laquelle les variations géomagnétiques puissent exercer une influence sur les couches externes de la Terre. Il a été suggéré par exemple que l'écran du champ magnétique au rayonnement cosmique favoriserait des changements dans la couverture nuageuse de basse altitude. Toutefois, les hypothèses d'une relation entre climat et champ magnétique reposent fréquemment sur des analyses incomplètes ou des données limitées qu'il est devenu important de vérifier. Ce projet a pour but de tester les relations entre variations climatiques et géomagnétiques pour des constantes de temps du domaine des variations orbitales de la Terre. Nous utiliserons des sédiments de nature et provenance différentes. Plusieurs d'entre eux ont d'ailleurs déjà fait l'objet d'analyses magnétiques et isotopiques (d18O), tandis que d'autres, notamment lorsque les taux de sédimentation sont élevés, nécessitent des études plus complètes. Un premier aspect consistera à obtenir des enregistrements à haute résolution pour des périodes critiques, notamment autour des excursions magnétiques des 800 derniers millénaires et pour la dernière inversion. Nous étudierons particulièrement le décalage en profondeur entre la sédimentation, l'acquisition de l'aimantation et celle du signal isotopique qui n'est jamais pris en compte. Ceci permettra d'estimer les incertitudes dans les relations temporelles des différents signaux et d'effectuer les corrections appropriées. Le traitement de l'ensemble des données à l'échelle globale permettra alors de déterminer la probabilité que les indicateurs climatiques et géomagnétiques sont ou ne sont pas liés. Le second aspect concernera le traitement spectral de l'ensemble des signaux, notamment par des analyses en ondelettes, afin d'étudier leur cohérence.

Keywords

climat ; champ magnétique terrestre ; oscillations orbitales ; aimantation

Abstract

There have been many suggestions regarding a possible relation between climate and earth magnetic field over timescales longer than a few thousand years. Correlations between cooling episodes indicated by oxygen isotope variations (d18O) and geomagnetic events (excursions, reversals..) or evidences for similar spectral contents of the climatic and geomagnetic signals have been frequently reported. Influence of Earth orbital changes on climate is clearly established but this does not rule that the mechanisms involved in the geodynamo may be partly controled also by the orbital changes, nor the hypothesis that the geomagnetic variations may exert an influence on the external envelopes of the planet. As an example it has been suggested that the modulation of the earth magnetic field on the galactic cosmic rays would be correlated with low altitude cloud coverage. However, in many cases, such suggestions are based on incomplete analyses and on data that remain poorly controled. It has become important to test whether such suggestions can be validated on the basis of our present climatic and magnetic records. This project is aimed at testing possible correlations between climatic and magnetic changes over time constants involved in the earth's orbital changes. The study will be conducted on various types of sediments from different sites. In several cases magnetic and isotopic studies were already performed whereas some others with large deposition rates require complete new measurements. Our efforts will concentrate first on intervals surrounding geomagnetic excursions that prevail during the past 800 kyrs and on the last reversal. Special attention will be paid at investigating the depth lag between deposition of sediment and acquisition of the magnetic and isotopic signals, which to our knowledge has never been considered in the correlations proposed so far. This will permit us to constrain the time-domain uncertainties inherent to each signal, and allow us to make appropriate corrections and quantify actual leads and lags between signals. The entire dataset will thus be treated on a global scale in order to determine the probability of an actual link between the climatic and magnetic indicators. The second aspect involves wavelet analyses of the climatic and magnetic signals in order to evaluate their coherence.

Données