Et si les sédiments racontaient l’histoire de l’orbite de la Terre ? C’est le pari tenu par AstroGeoFit, une nouvelle méthode développée dans le cadre du projet européen ERC AstroGeo, coordonné par Jacques Laskar, directeur de recherche au CNRS (LTE, Observatoire de Paris/Paris Sciences et Lettres, Sorbonne Université). Cette méthode, associée à un logiciel open source, permet de reconstruire à la fois l’échelle de temps des dépôts géologiques et l’évolution orbitale de notre planète à partir des seuls sédiments.
Le climat écrit par le Soleil… et les planètes
Depuis un siècle, les scientifiques savent que les cycles orbitaux de la Terre — excentricité, inclinaison, précession — modulent la distribution d’énergie solaire reçue à sa surface. Ces rythmes, liés aux interactions gravitationnelles avec les autres planètes, sont enregistrés dans les couches géologiques, comme une empreinte fossile du climat passé.
Mais un défi de taille surgit lorsqu’on tente de remonter loin dans le passé. L’orbite de la Terre est chaotique, comme l’a démontré Jacques Laskar dès les années 1990 : de minuscules incertitudes initiales s’amplifient exponentiellement, rendant toute reconstitution directe imprécise au-delà d’environ 60 millions d’années. Au-delà, les sédiments eux-mêmes deviennent notre seule horloge fiable.
AstroGeoFit : une double reconstruction innovante
C’est là qu’intervient AstroGeoFit, conçu pour extraire les cycles astronomiques directement depuis les dépôts géologiques, même lorsque les solutions orbitales deviennent incertaines. Son originalité repose sur deux piliers :
- Des algorithmes génétiques, qui simulent de multiples scénarios d’accumulation sédimentaire (en tenant compte des variations de rythme, des hiatus, etc.)
- Une analyse statistique bayésienne, qui sélectionne les paramètres orbitaux les plus compatibles avec les données, tout en évaluant les marges d’erreur.
Cette approche permet de reconstituer l’excentricité de l’orbite terrestre — une clé de voûte du climat sur des millions d’années — et d’établir une échelle de temps complète pour les sédiments analysés.
Un outil testé sur des archives clés
AstroGeoFit a été appliqué à des données synthétiques et à trois grands forages océaniques de référence (ODP 926, 1260, 1262). Résultat : l’outil parvient à identifier les rythmes astronomiques, à reconstruire avec précision les variations de sédimentation, et à proposer une chronologie cohérente avec les datations existantes — voire à affiner ces dernières.
Des sédiments pour remonter le Système solaire
Au-delà de la datation, AstroGeoFit ouvre aussi une nouvelle perspective : utiliser les archives terrestres pour mieux comprendre l’évolution passée du système solaire lui-même. En comparant les signaux extraits des roches à ceux calculés par les modèles astronomiques, il devient possible de contraindre les paramètres orbitaux passés, là où le chaos rend les simulations incertaines. Une manière unique de faire dialoguer géologie, climat et mécanique céleste.
Lire l’orbite de la Terre dans les sédiments
À partir de la variation de la teneur en fer mesurée le long de la carotte du forage ODP1260, réalisé dans l’océan Atlantique au large du Suriname, AstroGeoFit reconstitue avec grande précision l’évolution passée de l’orbite terrestre. En combinant un algorithme génétique et l’ajustement d’un modèle astronomique empirique, l’outil établit la correspondance entre profondeur et temps, puis restitue l’histoire de l’excentricité de la Terre (courbe noire, avec incertitude en gris).
La courbe rouge représente, à titre de comparaison, l’excentricité calculée à partir des équations de la mécanique céleste (Laskar et al., 2010).
Disponibilité de l’outil
** AstroGeoFit est disponible en libre accès sur https://www.astrogeo.eu/astrogeofit/, avec une documentation complète pour les chercheurs et étudiants.**
Référence scientifique
Hoang, N., Laskar, J., Hara, N. C., Wu, Y., Sultanov, A., Sinnesael, M., Westerhold, T., & Bujons, P. (2025). AstroGeoFit. A Genetic Algorithm and Bayesian approach for the Astronomical Calibration of the Geological Timescale. Paleoceanography and Paleoclimatology.