Pléistocène

Les continents modernes étaient essentiellement à leurs positions actuelles au Pléistocène, les plaques sur lesquelles ils reposent n’ayant probablement pas bougé de plus de 100 km l’une par rapport à l’autre depuis le début de la période. Pendant les périodes glaciaires, le niveau de la mer baisserait de plus de 100 mètres lors de la glaciation maximale, exposant de vastes zones du plateau continental actuel à la terre ferme.

Selon Mark Lynas (grâce aux données collectées), le climat global du Pléistocène pourrait être caractérisé comme un El Niño continu avec des alizés dans le Pacifique Sud s’affaiblissant ou se dirigeant vers l’est, de l’air chaud s’élevant près du Pérou, de l’eau chaude se propageant du Pacifique ouest et de l’océan Indien au Pacifique est, et d’autres marqueurs El Niño.

Caractéristiques glaciairesmodifier

Le climat du Pléistocène a été marqué par des cycles glaciaires répétés au cours desquels les glaciers continentaux ont poussé jusqu’au 40e parallèle à certains endroits. On estime que, à l’étendue glaciaire maximale, 30% de la surface de la Terre était recouverte de glace. De plus, une zone de pergélisol s’étendait vers le sud à partir du bord de la nappe glaciaire, quelques centaines de kilomètres en Amérique du Nord et plusieurs centaines en Eurasie. La température annuelle moyenne au bord de la glace était de -6 °C (21 °F); au bord du pergélisol, 0 °C (32 °F).

Chaque avancée glaciaire a attaché d’énormes volumes d’eau dans des calottes glaciaires continentales de 1 500 à 3 000 mètres (4 900 à 9 800 pieds) d’épaisseur, entraînant des baisses temporaires du niveau de la mer de 100 mètres (300 pieds) ou plus sur toute la surface de la Terre. Pendant les périodes interglaciaires, comme à l’heure actuelle, les côtes noyées étaient courantes, atténuées par les mouvements isostatiques ou d’autres mouvements émergents de certaines régions.

Les effets de la glaciation étaient globaux. L’Antarctique était lié aux glaces tout au long du Pléistocène ainsi que du Pliocène précédent. Les Andes étaient recouvertes au sud par la calotte glaciaire de Patagonie. Il y avait des glaciers en Nouvelle-Zélande et en Tasmanie. Les glaciers actuels en décomposition du Mont Kenya, du Mont Kilimandjaro et de la chaîne du Ruwenzori en Afrique de l’Est et en Afrique centrale étaient plus grands. Des glaciers existaient dans les montagnes d’Éthiopie et à l’ouest dans les montagnes de l’Atlas.

Dans l’hémisphère nord, de nombreux glaciers ont fusionné en un seul. La calotte glaciaire de la Cordillère couvrait le nord-ouest de l’Amérique du Nord; l’est était couvert par la Laurentide. La calotte glaciaire fenno-scandienne reposait sur le nord de l’Europe, y compris une grande partie de la Grande-Bretagne; la calotte glaciaire alpine sur les Alpes. Des dômes épars s’étendaient à travers la Sibérie et le plateau arctique. Les mers du nord étaient couvertes de glace.

Au sud des calottes glaciaires, de grands lacs se sont accumulés parce que les sorties étaient bloquées et que l’air plus frais ralentissait l’évaporation. Lorsque la calotte glaciaire Laurentide s’est retirée, le centre-nord de l’Amérique du Nord était entièrement recouvert par le lac Agassiz. Plus d’une centaine de bassins, maintenant à sec ou presque, débordaient dans l’ouest nord-américain. Le lac Bonneville, par exemple, se trouvait là où se trouve maintenant le Grand lac Salé. En Eurasie, de grands lacs se sont développés à la suite du ruissellement des glaciers. Les rivières étaient plus grandes, avaient un débit plus abondant et étaient tressées. Les lacs africains étaient plus pleins, apparemment en raison d’une diminution de l’évaporation. Les déserts, en revanche, étaient plus secs et plus étendus. Les précipitations ont été plus faibles en raison de la diminution de l’évaporation océanique et autre.

Il a été estimé qu’au Pléistocène, la calotte glaciaire de l’Antarctique oriental s’est amincie d’au moins 500 mètres, et que l’amincissement depuis le Dernier Maximum glaciaire est inférieur à 50 mètres et a probablement commencé après environ 14 ka.

Événements majeursmodifier

Plus de 11 événements glaciaires majeurs ont été identifiés, ainsi que de nombreux événements glaciaires mineurs. Un événement glaciaire majeur est une excursion glaciaire générale, appelée « glaciaire. »Les glaciations sont séparées par des « interglaciaires ». Pendant une période glaciaire, le glacier subit des avancées et des retraites mineures. L’excursion mineure est un « stade »; les temps entre les stades sont des « interstadiaux ».

Ces événements sont définis différemment selon les régions de la chaîne glaciaire, qui ont leur propre histoire glaciaire en fonction de la latitude, du terrain et du climat. Il existe une correspondance générale entre les glaciations de différentes régions. Les chercheurs échangent souvent les noms si la géologie glaciaire d’une région est en cours de définition. Cependant, il est généralement incorrect d’appliquer le nom d’un glaciaire d’une région à une autre.

Pendant la majeure partie du XXe siècle, seules quelques régions avaient été étudiées et les noms étaient relativement peu nombreux. Aujourd’hui, les géologues de différentes nations s’intéressent davantage à la glaciologie du Pléistocène. En conséquence, le nombre de noms augmente rapidement et continuera de croître. Beaucoup d’avancées et de stades restent sans nom. En outre, les preuves terrestres de certains d’entre eux ont été effacées ou obscurcies par des plus grands, mais des preuves subsistent de l’étude des changements climatiques cycliques.

Les glaciations dans les tableaux suivants montrent les usages historiques, sont une simplification d’un cycle beaucoup plus complexe de variation du climat et du relief, et ne sont généralement plus utilisées. Ces noms ont été abandonnés au profit de données numériques car de nombreuses corrélations se sont avérées inexactes ou incorrectes et plus de quatre glaciations majeures ont été reconnues depuis l’établissement de la terminologie historique.

Correspondant aux termes glaciaire et interglaciaire, les termes pluvial et interpluvial sont d’usage (latin : pluvia, pluie). Un pluvial est une période plus chaude d’augmentation des précipitations; un interfluvial, de diminution des précipitations. Autrefois, on pensait qu’un pluvial correspondait à un glaciaire dans les régions non glacées, et dans certains cas, c’est le cas. Les précipitations sont également cycliques. Les pluviaux et les interfluviaux sont répandus.

Il n’y a cependant pas de correspondance systématique entre les pluviaux et les glaciaires. De plus, les pluviaux régionaux ne se correspondent pas globalement. Par exemple, certains ont utilisé le terme « Riss pluvial » dans des contextes égyptiens. Toute coïncidence est un accident de facteurs régionaux. Seuls quelques noms de pluvials dans les régions restreintes ont été définis stratigraphiquement.

Paléocyclesedit

La somme des facteurs transitoires agissant à la surface de la Terre est cyclique: climat, courants océaniques et autres mouvements, courants de vent, température, etc. La réponse de la forme d’onde provient des mouvements cycliques sous-jacents de la planète, qui finissent par entraîner tous les transitoires en harmonie avec eux. Les glaciations répétées du Pléistocène ont été causées par les mêmes facteurs.

La transition du Pléistocène moyen, il y a environ un million d’années, a vu passer des cycles glaciaires de faible amplitude avec une périodicité dominante de 41 000 ans à des cycles asymétriques de haute amplitude dominés par une périodicité de 100 000 ans.

Cependant, une étude de 2020 a conclu que les terminaisons de l’âge glaciaire pourraient avoir été influencées par l’obliquité depuis la transition du Pléistocène moyen, ce qui a provoqué des étés plus forts dans l’hémisphère Nord.

Cycles de Milankovitchmodifier

La glaciation au Pléistocène était une série de glaciations et d’interglaciaires, de stades et d’interstadiens, reflétant des changements périodiques du climat. On pense maintenant que les cycles de Milankovitch sont le principal facteur à l’œuvre dans le cycle climatique. Ce sont des variations périodiques du rayonnement solaire régional et planétaire atteignant la Terre causées par plusieurs changements répétés dans le mouvement de la Terre.

Les cycles de Milankovitch ne peuvent être le seul facteur responsable des variations climatiques puisqu’ils n’expliquent ni la tendance à long terme du refroidissement au cours du Plio-Pléistocène, ni les variations millénaires des carottes de glace du Groenland. Le rythme de Milankovitch semble expliquer le mieux les événements de glaciation avec une périodicité de 100 000, 40 000 et 20 000 ans. Un tel modèle semble correspondre aux informations sur le changement climatique trouvées dans les carottes isotopiques de l’oxygène.

Cycles du rapport isotopique de l’oxygènemodifier

Dans l’analyse du rapport isotopique de l’oxygènemodifier

Dans l’analyse du rapport isotopique de l’oxygène, les variations du rapport de 18
O à 16
O (deux isotopes de l’oxygène) en masse (mesurée par un spectromètre de masse) présentes dans la calcite d’échantillons de carottes océaniques sont utilisées comme diagnostic des anciens changements de température des océans et donc du changement climatique. Les océans froids sont plus riches en 18
O, ce qui est inclus dans les tests des microorganismes (foraminifères) contribuant à la calcite.

Une version plus récente du procédé d’échantillonnage utilise des carottes de glace glaciaires modernes. Bien que moins riche en 18
O que l’eau de mer, la neige tombée sur le glacier d’année en année contenait néanmoins 18
O et 16
O dans un rapport qui dépendait de la température annuelle moyenne.

La température et le changement climatique sont cycliques lorsqu’ils sont tracés sur un graphique de la température en fonction du temps. Les coordonnées de température sont données sous la forme d’un écart par rapport à la température moyenne annuelle d’aujourd’hui, pris comme zéro. Ce type de graphique est basé sur un autre rapport isotopique par rapport au temps. Les ratios sont convertis en une différence en pourcentage par rapport au rapport trouvé dans l’eau moyenne océanique standard (SMOW).

Le graphique sous l’une ou l’autre forme apparaît comme une forme d’onde avec des harmoniques. La moitié d’une période est un stade isotopique marin (MIS). Il indique un glaciaire (inférieur à zéro) ou un interglaciaire (supérieur à zéro). Les harmoniques sont des stades ou des interstadiaux.

Selon cette preuve, la Terre a connu 102 stades MIS commençant à environ 2,588 Ma BP au début du Pléistocène Gélasien. Les premiers stades du Pléistocène étaient peu profonds et fréquents. Les derniers étaient les plus intenses et les plus espacés.

Par convention, les stades sont numérotés à partir de l’Holocène, qui est MIS1. Les glaciaires reçoivent un nombre pair; interglaciaires, impairs. Le premier glaciaire majeur était MIS2-4 à environ 85-11 ka BP. Les plus grandes glaciations étaient 2, 6, 12 et 16; les interglaciaires les plus chauds, 1, 5, 9 et 11. Pour la correspondance des numéros MIS avec les étapes nommées, voir sous les articles pour ces noms.