Voilà une revue simple de la découverte de Hendriki Svensmark, Nir Shaviv and Jan VeizerSvensmark concernant l'origine des changements climatiques en cours.

Pour commencer, la chose la plus importante à prendre en compte est le fait que pas seulement nous sommes en rotations autour notre axe (jour et nuits) et autour le soleil (les saisons), mais bien que  le système planétaire du soleil se déplace sur un chemin autour le centre de notre galaxie, la Voie Lactée (les changements climatiques à long terme comme l'existence de périodes glaciales ou des périodes chaudes).

Nous ne sommes donc pas seulement sous l'influence de la rotation de la terre, causent jours et nuits, le mouvement planétaire autour de soleil, responsable pour les saisons et les activités solaires, emmenant des changements climatiques de courte duré (évènements de haute fréquence), mais nous sommes bien aussi sous l'influence des corps et évènements cosmiques, responsables des changements climatiques de plus longe durée (bas fréquence).  Bien sur il y a aussi des désastres de courte durée comme les impacts de météorites, les éruptions volcaniques, ou des évènements terrestres de long haleine entre autres le mouvement des plaques continentales, l'évolution de la vie, ou le refroidissement de notre planète.

Faisons une comparaison avec la bourse pour mieux comprendre la nation de fréquence. En évènements de haute fréquence il y a les changements de journée en journées des valeurs des actions, ou les changements abruptes du au mouvements de panique pendant les crises économiques (dans la climatologie: les effets du au système solaire: les cycles de jour et nuits, les saisons, les changements du climat du aux activités solaires).  De l'autre coté il y a bien à longue haleine des effets de bas fréquence une croissance continue des bonnes actions de firmes solides, qui devraient au moins compenser l'inflation (en climatologie: les effets climatiques due à notre voyage à travers la galaxie - le époques glaciaux). 

Il est plutôt surprenant qu'aucun compte à été rendu dans le passé de l'influence des évents galactiques sur le climat sur Terre.  Les découvertes par Hendriki Svensmark, Nir Shaviv et Jan Veizer, que le climat sur la Terre et d'une façon cruciale influencé par le bombardement de la Terre par les rayons cosmiques, sont effectivement une des plus importantes observations de ces dernières années et méritent un prix Nobel!

Des comparaisons de la formation des nuages par satelites avec l'intensité du bombardement de la Terre par des rayons cosmiques à travers 20 ans a montré une très bonne corrélation pour les nuages à bas altitude. A ces échelles de temps très petites la variation des rayons cosmiques est principalement du au changements du magnétisme solaire qui ont l'effet de influencer la partie qui frappent la terre.  Voila des variation de très courte durée, donc de haute fréquence, vu l'échelle de temps géologique.

Des expériences dans des chambres a vapeur ont permis la découverte du mécanisme de la formation des nuages sous influence des rayons cosmiques.  Des traces de gaz omniprésentes ont été ionisés par ces  particules de haut énergie sous formation de molécules d'acide sulfurique ionisé qui ont par la suite attiré des molécules d'eau en formant des grappes d'eau entourant les molécules d'acide sulfurique. On appelle ces assemblages très petites de molécules de aérosols, qui par la suite changent en gouttelettes de vapeur en attirant de plus en plus des molécules d'eau. On appelle ce procès une nucléation de nuages

Trajet orbitale du système solaire dans la Voie Lactée:

http://astrosociety.org/edu/publications/tnl/71/howfast.html

http://earthsky.org/space/milky-way-rotation

http://euhou.obspm.fr/public/Milky_Way_Rotation_A4.pdf

Au moins cinq épisodes discrets de la glaciation de la Terre généralisée ou refroidissement de la planète ont eu lieu depuis la fin du Précambrien Une caractéristique notable de ces épisodes est qu’ils sont éspacées avec une périodicité d’environs ~ 155 – ma (millions d’années) vu leurs ages moyens (dates clés) d’environs ~ 770, ~ 615, ~ 445, ~ 295, ~ 145 ? et 10 ~ ? m.a. avant notre temps.

Employant les valeurs suivantes pour les paramètres de l'orbite galactique du Soleil , une vitesse circulaire momentané de 225 ± 25 km sec- 1 , la distance galactocentrique momentané de  9,0 ± 0,5 kiloparsec , et d’une excentricité de 0,1 ± 0,01 , la période de la révolution du Soleil autour du centre galactique se calcule en première approximation avec 303−51+65 ma.   En supposant que les deux régions galactiques qui semblent être les marées fléchie (engl. tidally flexed – déformé, rendu ne pas homogène, déformé en zone de grande densité d’étoiles) par les Nuages ​​de Magellan sont stationnaires par rapport au centre de la galaxie (c’est à dire ne se changent pas à travers le temps étudié de mons 770 à moins 10 ma) , la période moyenne de passage solaire entre ces régions de flexion galactique diamétralement opposée est de 152 à 26 + 33 ma.  Comme le système solaire se trouve maintenant dans une région du disque galactique peu fléchi , et la Terre est actuellement soumis à un régime climatique de glaciation de haute latitude , il est suggéré que le passage à travers ces régions  sont responsables rythme de glaciation de la Terre depuis la fin du Précambrien  avec une périosicité de  ~ 155 - ma.

Comment rayons cosmiques aident à rendre les nuages?

Comme au début de ces recherches, les comparaisons des mesures des nuages et des rayons cosmiques ont continué à permettre les progrès. Ils ont confirmé que la formation des nuages est plus fortement dépendant des rayons cosmiques galactiques modulé par le champ magnétique solaires que d'autres phénomènes solaires tels que les taches solaires ou les émissions de lumière visible, de l'ultraviolet ou des rayons X ( Svensmark 1998 ). Un pas majeur été la découverte, que c'est bien la formation des nuages à bas altitude, inférieures à environ 3 km, qui répondent au mieux aux variations des rayons cosmiques (Marsh et Svensmark 2000 ) et certes bien un résultat contre - intuitif pour certains critiques (par exemple Kristjansson et Kristiansen 2000 ) . Figure 2 compare les données du Projet International de Satellites Climatologie des Nuages et de la station de rayons cosmiques Huancayo . On ne trouve pas de corrélation à hautes ou  moyennes altitudes, par contre une bonne correlation à basse altitude.

La figure 3 montre une bonne correspondance pour une période plus longe entre la formation des nuages à bas altitude (bleue) et les rayons cosmiques (rouge). L'effet des rayons cosmiques sur la formation des nuages est plus prononcé à bas altitudes à cause de la forte abondance de ces particules dans l'air à haute altitude et leur relative rareté à basse altitude ou il y a aussi une pénurie de particules ionisés qui induisent la nucléation des nuages, de sorte que les  changements dans le magnétisme solaire deviennent plus visibles en bas.

Des essais expérimentaux

Jasper Kirkby du laboratoire de la physique des particules au CERN  à Genève a  proposé une expérience appelé CLOUD en 1998 pour enquêter sur le rôle des rayons cosmiques dans la chimie atmosphérique . L'idée était d'utiliser un faisceau de particules accélérées pour simuler les rayons cosmiques, et de rechercher des aérosols produits dans une chambre de réaction contenant de l'air et des gaz traces (similaire à la chambre de détection de Wilson, ad. trad.). La température et la pression auraient été ajustable pour simuler les conditions à différents niveaux dans l'atmosphère. Kirkby a réuni un consortium de 50 physiciens, spécialistes des domaines de l'atmosphère, de Soleil -Terre et des particules venant de 17 instituts ( proposition CLOUD 2000 ).   Malheureusement, il y avait de longs retards pour avoir le projet approuvé et financé. Le feu vert a été obtenu finalement en 2006 et  cette expérience au CERN devrait commencer à donner des résultats à partir de 2010 .

Pendant ce temps la découverte de la sensibilité de la formation des nuages de basse altitude aux variations des rayons cosmiques a suggéré une expérience plus simple à Copenhague pour capter une partie de la microphysique essentielle en se limitant à la température et pression du niveau de la mer. Toute en remplacent le faisceau de particules par les rayons cosmiques naturelles en ajoutant des rayons gamma pour vérifier l'effet de l'augmentation de l'ionisation de l'air.   L'expérience a mis en place au sous-sol du Centre National Danois de l'Espace par notre équipe se servant d'un grande container en plastique contenant de l'air purifié en ajoutant des traces de gaz qui sont présents naturellement dans l'air non pollué sur l'océan. L'irradiation solaire a été simulé par des lampes à rayons ultraviolets qui reproduisaient le spectre du soleil. Pendant ces manipes, appelé SKY, ce qui veut dire "nuage" en Danois, les instruments registraient les traces formées par l'action physico - chimique des rayons pénétrant la chambre de réaction (la nucléation de la condensation est un phénomène physico - chimique! ad. trad.).

C'était en 2005 que nous avions trouvé un mécanisme de l'assistance des rayons cosmiques sur la formation des nuages ( Svensmark et al ., 2007). Les données ont révélé que les électrons libérés dans l'air par les rayons cosmiques agissent comme des catalyseurs de la nucléation. Ils accélèrent considérablement la formation des amas ultra - petits, mais stables, de molécules d'acide sulfurique et d'eau, qui eux sont des éléments constitutifs des noyaux de condensation des nuages . La figure 4 montre une course typique. Un grand nombre de ces gouttelettes microscopiques sont apparus dans l'air de la chambre à réaction, en plus leur production augmentait proportionnellement à l'intensité des rayons gamma en cas que ces derniers étaient ajouté pour augmenter la ionisation (partie en bas de la figure 4). Nous étions surpris par l'efficacité et la rapidité de l'effet des électrons libres sur la formation de ses grappes moléculaires de la nucléation. Ce mécanisme inconnu en météorologie dans le passé apporte une nouvelle liaison microphysique entre le cosmos et les études climatiques par voie des rayons cosmiques.

Les nuages sont ils vraiment responsable pour le changement climatique?

Nuages à bas altitude couvrent plus d'un quart de la Terre et exercent un effet de refroidissement importante à la surface. ( Pour les nuages aux altitudes plus élevées, il y une compétition complexe entre refroidissement et réchauffement à l'œuvre.)  Un changement par 2% des nuages à bas altitude au cours d'un cycle solaire par exemple, comme visible dans la figure 3, se traduit par une variation de l'entrée d'un moyen de chaleur de d'environ 1,2 W m^-2 à la surface de la Terre, ce qui n'est pas négligeable et doit être comparé aux  1,4 W m^-2  attribuée par le Groupe d'experts intergouvernemental sur les changements climatiques à  l'effet de serre du à tout le dioxyde de carbone supplémentaire dans l'air depuis la révolution industrielle ( Houghton et al ., 2001).

Si le nombre de rayons cosmiques était seulement du au cycle de l'activité solaire de 11 ans et il n'y aurait aucun changement à long terme dans le climat.  Depuis 1937 nous avons des enregistrements systématiques d'afflux de rayons cosmiques à la surface de la Terre. Avant cette date on peut déduire l'afflux rayons cosmiques et son changement à partir du taux de formation d' isotopes radioactifs tels que le béryllium - 10, ou bien à partir du champ magnétique coronarien ouverte du Soleil. Figure 5 montre un bon accord entre les différentes méthodes qui indiquent tous qu'il y avait une réduction prononcée de bombardement par les rayons cosmiques pendant le 20e siècle et en effet les flux maximales vers la fin du siècle étaient semblables aux minima autour de 1900 (attention l'échelle de gauche dans la Figure diminue vers le haut). La découverte que le champ magnétique coronale du Soleil doublé en force au cours du 20e siècle est en accord avec cette diminution des rayons cosmiques observé (Lockwood et al ., 1999).

Voilà l'évidence clé qui indique que le réchauffement climatique observé pendant le 20ème siècle est en effet en majeure partie du à une diminution du bombardement par les rayons cosmiques et donc à une diminution de la couverture des nuages à basse altitude! Bien évidemment faire la différence entre coïncidences et  effets causales à toujours été difficile dans la science du climat.  Lier le changement climatique observé 20e siècle à un origine anthropogène repose principalement sur le fait que tous les deux, les concentrations de dioxyde de carbone et autres gaz à effet de serre, et au même temps, les températures mondiales ont augmentés (ce qui ne prouve rien du tout concernant la causalité!). En plus bien des tentatives de prouver une causalité entre ces deux augmentations ont été loin d'être concluant! ( par exemple Mitchel et al ., 2001) En revanche, l' hypothèse ici présente, qui dit que les changements dans la couverture des nuages augmentent avec le bombardement par les rayons cosmiques et par cela diminuent la température ambiante, et vis -versa, est une hypothèse facile à vérifier par les expériences.

Les parties hautes des nuages ont un forte albédo et exercent en effet de refroidissement par la dispersion d'une grande partie de la lumière vers le cosmos, une partie de la lumière du soleil qui autrement aurai pu  réchauffer la Terre. Les couches de neige l'Antarctique, qui sont d'une blancheur éclatante, ont un albédo encore supérieur, dans ce cas une couche de nuages emmène un échauffement de la surface et vis - versa. Les mesures par satellite montrent bien l'effet de réchauffement des nuages sur l'Antarctique, un fait qui est confirmé par les observation des météorologues aux latitudes les plus au sud. Même chose pour le Groenland qui a aussi une couche de glace bien que plus petit et moins blanc.  Ce pendant que le Groenland est fortement sous l'influence du climat de  l'hémisphère nord, l'Antarctique est en grande partie isolé par des tourbillons dans l'océan et dans l'air.

L'hypothèse présent ici, qui indique que le bombardement par les rayons cosmiques induit la formation des nuages, prédit donc que les changements de température dans l'Antarctique devraient être de signe opposé à des changements de température dans le reste du monde. Ce est exactement ce qui est observé, dans un phénomène bien connu que certains géophysiciens ont appelé la balançoire polaire, mais " l'anomalie climatique en Antarctique " semble un meilleur nom ( Svensmark 2007 ). Pour tenir compte des variations de température, obtenu par des forages en Antarctique et au Groenland, qui couvrent plusieurs milliers d'années et qui montrent de nombreux épisodes de changement climatique avec les températures allant des directions opposées, des hypothèses ad hoc ont été faites qui basent surtout sur une réorganisation majeure des courants océaniques. Bien qu'il puissent offrir une explication pour les données climatiques à basse résolution et longue durée, avec une résolution de siècles,  ils sont loin d'être capable d'expliquer la rapidité des changements observés dans l'anomalie climatique en Antarctique d'une décennie à l'autre pendant le 20e siècle (figure 6). L'hypothèse de la nucléation des nuages par rayons cosmiques est bien la plus simple solution pour expliquer l'anomalie Arctique y inclus pour toutes les observations pour toutes les échelles de temps. En effet, un argument sérieux contre l'hypothèse de la nucléation des nuages par rayons cosmiques aurait pu naître en l'absence des donnés de l'anomalie Arctique C'est bien le succès de l'hypothèse présenté ici dans ce cas qui donne une base sérieuse et irréfutable à ce travail,m chose très importante dans la science climatique.

Est-ce que le climat dépend des rayons cosmiques?

Grâce à la vitesse de production du beryllium-10, mesure établie depuis longtemps pour déterminer les intensités des rayons cosmiques, on a pu suivre les évolution climatique pendant les 300 année passés dans la figure 5. L'intensité  élevé du bombardement par rayons cosmiques à AD 1700 correspond avec le minimum de température dite Maunder ( 1645-1715 ), temps ou les taches solaires étaient extrêmement rares et le champ magnétique solaire donc exceptionnellement faible. Cela a coïncidé avec la phase la plus froide de ce que les historiens du climat appellent le Petit Age Glaciaire ( Eddy, 1976 ) . De même le minimum de Dalton du début du 19e siècle indique une autre phase de climat froid. Les oscillations et la tendance à long terme entre froid 1700 et chaud 2000 manifesté dans la figure 5 sont tout simplement une manifestation du bombardement par les rayons cosmiques vue à haute résolution, c'est à dire, une vue qui montre tous les changements répété de ce bombardement à travers les ages.

Une autre source pour connaître les variations climatiques du passé consiste à étudier les dépôts au fond des océans de l'Atlantique du Nord:  plus qu'on trouve de gravions/sable, plus il y avait transport de ces débris par la glace et sa fonte, plus la froideur était prononcé. Gerard Bond de l'Université Columbia et ses collègues ont montré q'au cours des 12 000 dernières années , il y avait de nombreux intervalles glaciales comme le Petit Âge glaciaire: de huit à dix, selon la façon de compter les irrégularités dans la densité de débris empilées. En alternance à ces temps froides il y avait aussi des phases chaudes, dont la plus récente la période médiévale chaude (environ AD 900-1300) et l'époque moderne (depuis 1900). Une comparaison avec les variations de carbone 14 et de béryllium -10 a montré d'excellents corrélations entre périodes de bombardement fortes et climats froides, et temps de bombardements faibles et  intervalles chauds ( Bond et al ., 2001).

Ces auteurs parlaient en effet "d'une influence solaire persistante" sur le climat.  Mais comme beaucoup d'autres chercheurs qui étudiaient les facteurs astronomiques dans le changement climatique , Bond et al . considérait les rayons cosmiques simplement en indicateurs de l'état magnétique du Soleil, en proclamant que l'effet de température était une conséquence d'un changement de radiance solaire. Rayons cosmiques élevés signifient pour eux un soleil plus  faible.  Bien qu'ils ne pouvaient pas expliquer la taille du changement des températures, avec ces variations d'irradiation faibles, ils négligeaient à considérer l'intensité du bombardement par les rayons cosmiques comme source du changement de la température.

Deux des co-auteurs de Bond , Jürg Beer et Raimund Muscheler de l'Institut Fédéral Suisse des Sciences et de la Technologie de l'Environnement, sont en train d'étudier les variations solaires et climatiques du passé en utiliser des radionucléides. Bien qu'il y avait une corrélation entre les changements climatiques des 12 000 dernières années et les rayons cosmiques, Beer and Muscheler, donnaient des arguments fortes contre la responsabilité des rayons cosmiques dans une publication avec Wagner ( Wagner et al ., 2001). Ils avaient des observations éclatantes concernant l'évènement Laschamp, d'il y a 40 000 ans, pendant lequel le champ géomagnétique est devenu très faible, peut être due à une inversion du champs magnétique de la Terre raté. Sans l'effet protectrice par le champs géomagnétique terrestre l'afflux des rayons cosmiques a augmenté de façon spectaculaire. Dans une carotte de glace du Groenland , les comtes de béryllium-10 et chlorine-36 produites par les rayons cosmiques ont augmenté de plus de 50% -et pourtant il n'y avait pas de refroidissement induite. Les résultats étaient convaincants du à la présence des indicateurs du climat, l'oxygène-18 et de méthane, provenant des mêmes couches de glace que les radionucléides.

Il fallait absolument trouver une explication pour cet exemple d'échec de l'hypothese de la formation des nuages induit par les rayons cosmiques. Pas de réponse quantitative était imminente jusqu'au moment que des calculs suivaient les muons pénétrantes comme responsables de la plupart de l'ionisation de l'air à basse altitude ( Svensmark et Svensmark 2007 ). C'est à ce moment que une image claire et cohérente (figure 7) a émergé du programme CORSIKA développé pour le Shower Core and Array Detector du Forschungszentrum Karlsruhe en étudiant des énergies de plus en plus élevées pour les rayons cosmiques primaires entrants.
 

Évidence en résumé

Ci-dessus tous les évidences ont été présenté pour établir le rôle climatique des rayons cosmiques, donc former la base pour la cosmoclimatologie:

• Les observations des corrélations entre changement des rayons cosmiques et le changement de la couverture nuageuse à basses altitudes.

• Résultats expérimentales permettant d'élucider le mécanisme microphysique qui montre que les rayons cosmiques accélérent la production de noyaux de condensation des nuages;

• L'anomalie climatique de l'Antarctique comme un symptôme d' actif forçage climatique par les nuages;

• Variations climatiques quasi-périodiques à travers des milliers d' années en correspondance avec les variations de production de radionucléides par les rayons cosmiques;

• Les calculs qui éliminent une difficulté apparente associée à des variations du champ géomagnétique.

A partir de cette base solide, nous poursuivons en élargissant tous deux, l'espace et le temps, pour considérer l'importance des rayons cosmiques dans l'histoire de la Terre depuis son plus jeune age. Les effets climatiques du aux variations quasi - cycliques du soleil sur une échelle de temps en millénaires peuvent être suivis à travers le Phanérozoïque ( Elrick et Hinnov 2006 ). Mais des changements climatiques plus emphatiques deviennent apparents quant on considère une échelle de temps encore plus longue qui emmène une sensibilité aux changements de l'environnement galactique du système solaire et qui emmène des variations du flux de rayons cosmiques d'un ordre de grandeur supérieur à celles dues au Soleil.

Quoi était responsable pour les grands changements?

Grandes et lents mouvements de balançoire,  des vas et viens entre époques libre de glace et climats glaciaires, sont évidentes dans les relevés géologiques des 550 derniers millions d'années . Les efforts mis dans le paradigme de réchauffement par effet de serre pour essayer de tenir compte de ces changements n'ont pas permis d'expliquer les observations géologiques. Pendant le phanérozoïque il y avait quatre alternances entre climat tropiques et climat glaciales,  ce pendant que les reconstitutions de l'atmosphère en émission de dioxyde de carbone montre que deux époques très riches en dioxyde de carbone dans l'atmosphère ( Cambrien - Dévonien et du Mésozoïque ) et deux époques très pauvres en gaz de serre ( Carbonifère - Permien et du Cénozoïque ). La cosmo - climatologie donne une explication bien plus plus convaincante en attribuant les quatre épisodes froides à quatre rencontres avec des bras spiraux de notre galaxie, la Voie Lactée, donc à proximité des étoiles bleues explosifs qui crachent des rayons cosmiques et donc augmentent le bombardement de la Terre avec des rayons cosmiques.

C'était l'astrophysicien Nir Shaviv de l'Université hébraïque de Jérusalem qui a été le  pionnier de cette interprétation ( Shaviv 2002 ). Le mouvement du système solaire autour du centre galactique et à travers les bras spiraux  de la Voie Lactique était incertain, mais Shaviv a réalisé qu'avec des hypothèses raisonnables on pouvait trouver une bonne correspondance entre la périodicité des temps glaciales de ~ 140.000.000 années. Il a trouvé des évidences supplémentaires et indépendantes pour les cycles de ~ 140.000.000 années en étudiant les rapports d'isotopes, qui change avec une forte exposition aux rayons cosmiques pour le potassium cosmogéniques (41K / 40K) dans des météorites de fer d'un age connu.  Ensuite Shaviv et le géologue Jan Veizer de l' Université de la Ruhr et de l'Université d'Ottawa ont uni leurs forces pour affiner l'analyse d'une grande base de données contenant des températures tropicales à la surface de la mer ( Shaviv et Veizer 2003 ). La figure 8. montre une bonne correspondance des températures historiques à la surface de la mer avec les rencontres des bras spiraux et l'intensité du bombardement par les rayons cosmiques.

• Bras de Persée : Ordovicien au Silurien;

• Bras de Norma : Carbonifèr;

• Période Scutum - bras de Crux : Jurassique Périodes Crétacé inférieur;

• Sagittaire - Bars de Carina : Miocène , conduisant presque immédiatement ( en termes géologiques ) à

• Orion Spur : Pliocène au Pléistocène époques.

La période froide indiqué du temps Jurassique jusque au début du Crétacé est une question d'intérêt tout particulier. Jusqu'à récemment, les géologues ont considérés que l'ère mésozoïque aurait été chaud tout au long.  Quand Shaviv élaborait son analyse et comprit qu'un temps glacière était prédit, il a été déçu! Par la suite il a été rassuré par des rapports récents qui indiquaient des signes de creusements par la glace attribuable à cette époque comme désiré. Les premières confirmations existence de glaciers d'il y a environs 140 millions d'années venaient d'Australie pour le Crétacé inférieur et ont étés publiés en 2003. C'est bon signe pour une bonne histoire qu'elle continue de s'améliorer et renforcer.  Par contre pour le mythes que les changements climatique seraient du à un effet de serre, la découverte de la glaciation mésozoïque étaient des bien  mauvaises nouvelles - tout simplement parce que les concentrations de dioxyde de carbone étaient élevés à cette époque dans l'atmosphère. La douceur relative de l'époque glacière dans le Mésozoïque est peut-être dû au dioxyde de carbone ( Royer et al ., 2004) ou plutôt à un passage relativement rapide a travers le  bras du Scutum - Crux de la Voie Lactée

Vue dans le sens inverse les découvertes géophysiques peuvent aussi aider à affiner la description astronomique de notre galaxie. Quand les organismes qui sont maintenant des fossiles dans les roches carbonatées étaient vivants dans l'eau près de la surface ils jouaient sans le savoir un rôle de télescopes indirectes pour les rayons cosmiques:  plus que l'eau était froide, plus ils accumulaient de l'oxygène - 18.  Outre les effets de rencontres des bras spiraux de la Voie Lactée, la mesure de l'oxygène -18 dans les fossiles montre les changements de température de fréquence plus élevée dus aux oscillations du Soleil à travers le plan médian galactique, et ces oscillations détaillent les limites de ce système dynamique ( Svensmark 2006a).

La phase la plus froide, qui à eu lieue avec une période d'environs 34 Ma (mega ans) est du à la traversée de la plaine de "symétrie" de la Voie Lactée, lieu où les rayons cosmiques sont localement les plus intenses et bien datée par les géologues. La concentration de masse près de cette plaine médian affectent les oscillations du Soleil qui sont aussi influencé par un passage à travers un bras spirale.  Figure 9 donne un aperçu de la Voie Lactée et de l'orbite du Soleil depuis 200 millions d'années. Une seule combinaison des chiffres clés décrivant l'environnement galactique du soleil permet de trouver les mouvements du Soleil à travers la plaine médiane correcte afin d'expliquer les changements climatiques comme enregistrées par les organismes fossiles pendant cette période. Les résultats de l'analyse, présenté dans le tableau 1, sont en accord avec la gamme de tous les valeurs précédemment données par les astronomes, mais emmènent plus de précision par ce point de vue géophysique.

Pourquoi la Terre gelait elle en forme de boulle de neige ?

La découverte de la glaciation généralisée dans les tropiques au cours du Protérozoïque , dans les épisodes de la Terre en forme de boule de neige il y a environ 2300 millions et 700 millions d'années a causé une énigme pour la théorie climatique traditionnelle. Il ne fallait pas seulement donner une explication de la cause de ces glaciations, mais aussi pourquoi ils se sont produits au moment où cela c'est produit, c'est à dire quand la Terre avait 15% et 50 % de son âge actuel. En plus pourquoi avait il un long intervalle chaude entre ces deux temps froides sans interludes glacées comme ceux vus les derniers  550 millions d'années?  La cosmoclimatologie avec son échelle de temps des événements cosmiques, par contre, promet de fournir une explication.

Une augmentation du taux de formation d'étoiles dans la Voie Lactée, associés aux rencontres rapprochées avec les Nuages de Magellan, doivent avoir affecté le flux de rayons cosmiques sur la Terre, par une augmentation du nombre de supernovae - comme par exemple à observer dans "Starburst" galaxies. Quant aux conséquences climatiques, Nir Shaviv à Jérusalem a fait remarquer que l'épisode de la Terre en forme de boule de neige du début du Protérozoïque a coïncidé avec le plus haut taux de formation d'étoiles dans la Voie Lactée depuis le temps de la formation de la Terre dans un mini- Starburst,  il y a 2400-2000 millions d'années ( Shaviv 2003a ) .

Dans les donnés de Rocha Pinto - et al. (2000 ), Shaviv a observé un taux de formation des étoiles au cours du Protérozoïque précoce qui était deux fois supérieur au taux actuel, mais qui était suivie par une accalmie d'un milliard d'années avec un taux de la moitié du taux actuel. Cette accalmie fournit une explication  pour cet longue intervalle libre de glace pendant le Protérozoïque: même l'augmentation du taux des rayons cosmiques en traversant les bras spiraux ne suffisait plus pour emmener les conditions pour créer des temps glaciales. Les observations de Rocha Pinto - ont montré augmentation modérée du taux de formation d'étoiles pour la deuxième époque de la Terre en forme de boule de neige. Des résultats bien plus frappants pour cet évènement étaient publié par  Marcos et Marcos (2004 ). Ces auteurs ont noté un pic avec le plus fort taux de formation d'étoiles au cours des 2 dernières milliards d'années, qui a eu lieu il y a 750 millions d'années, donc bien au temps de la deuxième époque de la Terre en forme de boule de neige.

Il reste un énigme pour le temps où le Soleil et la Terre étaient jeunes il y a  4000 millions d'années:  pourquoi la Terre n'était elle pas en forme de boule de neige pendant ce temps?  La luminosité du Soleil était, selon le modèle standard de l'évolution solaire, à moins de 75% de sa valeur actuelle et la température moyenne à la surface de la Terre aurait été de 25 K de moins que aujourd'hui. Pourtant on a trouvé des preuves minérales que l'eau était liquide il y a 4400 millions d'années, et les plus anciens traces de vie, qui se se trouvent dans les sédiments d'une ancienne mer, datent de 3800 millions d'années. Ce paradoxe d' une jeune Soleil faible a été discuté pendant plus de 30 ans.

Cependant, des modèles solaires révisées suggèrent d'une absence presque totale de rayons cosmiques frappant la terre à ce moment ( Shaviv 2003b , Svensmark 2003 ). Avec un vent solaire beaucoup plus vigoureuse, le jeune Sun aurait réduit l'afflux des rayons cosmiques d' une telle façon que la Terre aurait eu que très peux de couverture nuageuse, selon le mécanisme cosmoclimatologique. Cet effet aurait permis de compenser en grande partie la faiblesse de la radiance solaire et aider à réduire la nécessité de tout expliquer par un effet de serre .

En surprise ces pensées ouvrent une nouvelle vue sur le sort changeante de la vie pendant plus que 3500 millions d'années ( Svensmark 2006b). En combinant les calculs sur la capacité changeant du Soleil de repousser les rayons cosmiques de la terre avec les taux changeante de formation d'étoiles, source de rayons cosmiques, on peut reconstruire l'intensité du bombardement de la Terre par les rayons cosmiques à travers les temps (figure 10. cosmic-ray flux). La figure 10 compare ce taux relative de rayons comiques avec le changement de l'abondance de biomasse présent sur terre, une information venant donc d'une source de données complètement différentes: la proportion de carbone 13 dans les roches carbonatées. Les plus grandes fluctuations de productivité entre expansion et récession de la biomasse coïncides avec les taux les plus élevés de rayons cosmiques. Par contre au cours des milliards d'années pendant lesquelles la formation des étoiles était réduit et en conséquence le bombardement par les rayons cosmiques faible la biosphère était dans un état stable avec peu de changement dans la productivité de biomasse. Les choses ne sont donc pas aussi simple que de dire le climat chaude encourage la vie et le froid est hostile à la vie. En effet il peut bien que le froid aide à recycler les oligo-éléments (voir Svensmark 2006b ).  (Le froid augmente aussi le contenu d'oxygène dans l'eau, c'est pour ça les eaux froides sont plus riches en poissons ad. trans.) 
 

Qu'est-ce que le climat nous dit à propos de la Voie Lactée?

Densité de la masse 

ρ_local (now) 0.115 ± 0.1 M_⌽ pc^-3

ρ— 0.145 ± 0.1 M_⌽ pc^-3

ρ_arm/ρ_interarm~1.5–1.8

Moment de passages des bras spiraux

Sgr-Car 34 ± 6 Myr

Scrutum-Crux 142 ± 8 Myr

Vitesse de motif  

Ω_P 13.6 ± 1.4 km s^-1 kpc^-1

Pour les liens au citations voyez sous ce lien (en anglais):

http://astrogeo.oxfordjournals.org/content/48/1/1.18.full