La température de la partie supérieure du sous-sol (sur quelques centaines de mètres) est contrôlée par la chaleur interne de la Terre et par les variations de température en surface (Huang et al, 2000Huang S., Pollack H.N., & Shen P.-Y., 2000 : Temperature trends over the past five centuries reconstructed from borehole temperatures. Nature, 403, 756-758.). Les variations de surface se propagent en profondeur, en s’atténuant progressivement (Figure 4.1). Une variation de température en surface met environ 100 ans pour atteindre 150 m de profondeur et 1000 ans pour atteindre 500 m. La profondeur à laquelle les anomalies de température sont observées est déterminée par l’amplitude et la durée de l’événement paléoclimatique en surface. Les différentes perturbations sont retrouvées par « inversion » des profils thermiques : l’hypothèse est faite que les températures mesurées à chaque profondeur résultent d’une association d’événements paléoclimatiques, dont les amplitudes et les durées sont déterminées.

Figure 4.1. Exemple de propagation d’une variation annuelle de température : propagation dans le sol et diminution de l’amplitude de la variation (données : http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre).