CONSTANTE SOLAIRE

1-Modèle de l’étoile associée au Soleil 

Il y a quatre milliard d’années et demi, à la naissance du système planétaire, l’énergie émise par le Soleil était de l’ordre de 1000 Watts par mètre carré. Aujourd’hui elle est de 1000 Watts par mètre carré. Ainsi elle était au ¾ de sa valeur actuelle.

Les théories d’évolution des étoiles de même masse que le Soleil s’accordent pour reproduire cette évolution lente de l’énergie émise pas celui-ci.

En effet, cette évolution de la constante solaire est due à la lente croissance du rayon de la zone de fusion nucléaire au centre du Soleil.

Au fur et à mesure de la transformation de l'hydrogène central en hélium, la surface de cette zone de fusion croit. Ainsi, le débit d’énergie de cette zone croit également avec sa surface, puis cette énergie échauffe la chromosphère. Avec le principe fondamental de la thermodynamique, cette augmentation de la température provoque une dilatation de la chromosphère. L’augmentation de sa surface augmente alors le débit d’énergie à la surface du Soleil. Cette augmentation de la constante solaire est extrêmement lente. Elle ira en s'accélérant vers la fin de la "vie" du Soleil, lorsque commencera la fusion de l'hélium et que le Soleil deviendra une géante rouge.

2-Remaniement du modèle

Pour connaître les mécanismes internes du Soleil, les scientifiques ont longtemps utilisé la mesure  sur la Terre des neutrinos, particule élémentaire émise lors des réactions de transformation de l'hydrogène en hélium.

La production de neutrinos en grande quantité est l’une des caractéristiques d’une étoile.

Cependant, les mesures étaient différentes des prévisions théoriques. En effet, la quantité de neutrinos détectés était trop faible par rapport aux prévisions théoriques.

Plusieurs hypothèses étaient plausibles pour expliquer cette différence. Serait-ce les propriétés du neutrino qui sont encore mal connues, ou encore une mauvaise compréhension du bilan énergétique du Soleil ?

Certains l’expliquent par une faible concentration en élément lourd à l’intérieur du soleil. Cette différence entre la nature des éléments en surface et à l’intérieur pourrait être à l’origine du faible taux de détection des neutrinos solaires.

Après remaniement des modèles, l’énergie émise du soleil suivrait des changements transitoires.

Les diminutions de la luminosité du Soleil auraient une quasi-période de 200 à 400 Millions d’années. Celles-ci dureraient 10 Ma et seraient de 5 à 10 %.

Ainsi, elles pourraient être liées aux âges glaciaires du dernier milliard d’années (fin du Précambrien, de l’Ordovicien supérieur, du Permo-Carbonifère et du Quaternaire).

3-Hypothèse des cause des âges glaciaires selon McCrea,

Une autre hypothèse serait l’altération de l’énergie émise par le soleil lorsque celui-ci passe à travers des zones denses de poussières galactiques et de gaz. A travers celles-ci, le Soleil absorberait de la matière, et deviendrait plus lumineux. Toutefois,  ces zones de nuages interstellaires composées de gaz et de poussières seraient discontinues. Ainsi, le Soleil rencontrerait des nuages de densités différentes.

C’est dans ces conditions que McCrea trouva que chaque Age Glaciaire durerait quelques millions d’années, tandis que le passage à travers chaque nuage  correspondrait au maximum glaciaire de chaque âge glaciaire et durerait 50.000 ans.

De plus, la texture de notre sol lunaire indiquerait que le système planétaire aurait rencontré de tels couloirs tous les 250 MA.

La coïncidence des échelles de temps est frappante. Mais cette hypothèse est pourtant toujours controversée.

4-Théorie de Kasting (1989): contreréaction de la concentration en CO2

Avant 2 Milliard d’années : Les températures de l’air étaient plus élevées qu’actuellement, avec une atmosphère composée principalement de gaz carbonique, de vapeur d’eau, de méthane et d’azote. Ainsi, l’effet de serre aurait contrecarré la faible luminosité di Soleil.

Quand l’oxygène libre apparut, la température tomba brutalement (9°C de moins qu’actuellement, ce qui n’est pas excessif).

L’amplitude de ces variations climatiques n’est pas certaine.

Mais on peut dire que le climat de la Terre est resté  globalement tempéré au cours des 3,5 milliard d’années, ceci malgré une augmentation importante de la constante solaire. Cette augmentation a très probablement été contrebalancée par une diminution de la concentration en gaz à effet de serre.

En dehors de cette possibilité qu’offre la théorie de Kasting, le climat à cette échelle apparaît comme étant très sensible à la distance Terre-Soleil.