Explorer le paradoxe du Soleil faible et les climats possibles de la Terre primitive avec un GCM 3D

L'intensité du rayonnement solaire a augmenté durant toute l'histoire du Soleil. Durant l'Archéen (il y a 3.8 à 2.5 milliards d'années), il était 20-25% plus faible. La Terre, avec la composition atmosphérique actuelle et soumise à cette faible insolation, devrait geler complètement, aboutissant à une "Snowball Earth" en quelques siècles. Cependant l'étude des roches archéennes nous indique qu'elle ne l'était pas durant cette période. Ceci constitue le fameux paradoxe du Soleil faible. Plusieurs solutions ont été proposées pour réchauffer la Terre primitive comme: un plus fort effet de serre par de grandes quantités de CO2 et CH4, un albédo planétaire plus faible causé par la réduction de la couche nuageuse et/ou l'absence de continent, une pression atmosphérique plus élevée ou encore la vitesse de rotation de la Terre plus élevée à cette époque. Ces solutions ont été essentiellement testées qu'avec des modèles 1D simplifiés. Nous avons développé un Modèle de Climat Global (GCM) 3D versatile et basé sur des paramétrisations physiques et robustes, dans le but d'étudier les atmosphères primitives et les planètes extra-solaires. Nous appliquons ici ce modèle au cas de la Terre Archéenne pour tester les différentes solutions proposées pour le paradoxe du Soleil faible. Nous montrons, avec notre GCM, que le climat peut être tempéré en satisfaisant les contraintes géologiques. Notre modèle présente aussi un forte résistance face à la glaciation globale ce qui atténue le paradoxe du Soleil faible.