Comment la Terre peut entrer en surchauffe

Cet article a été initalement publié sur le site Terrestres.org sous le titre : "Vers une terre en surchauffe ?"

Le réchauffement climatique est avéré, les mesures et preuves scientifiques établissent que la température moyenne de la terre a augmenté de 1°C depuis 1850, début du développement intensif de l’industrie basée sur les énergies fossiles. Le rôle des activités humaines dans l’augmentation des rejets de gaz à effet de serre (CO2, CH4, fréons…) et le réchauffement climatique qui en découle est aussi démontré. Les simulations numériques du climat sont construites sur la connaissance cumulée des fonctionnements de l’atmosphère, de la végétation continentale, des glaces et des océans ainsi que des échanges entre ces compartiments de ce que l’on appelle « le système terre ». Ces modèles reproduisent l’évolution de la température moyenne du globe depuis 170 ans de façon satisfaisante.

Il s’agit maintenant de projeter les climats futurs. Pour cela, les scientifiques établissent d’abord des scenarii : allons-nous continuer de dépendre à 80% des énergies fossiles ? ou serons-nous capables de changer de mode de consommation, transport, agriculture, source d’énergie…afin de réduire les émissions de CO2, voire d’en soustraire à l’atmosphère et de limiter le réchauffement sous un seuil « raisonnable « ?  Ces scénarii sont convertis en émissions de CO2, et permettent, sur la base des modèles établis, de projeter des températures pour la fin de ce siècle, soit dans 80 ans seulement. Sous l’hypothèse d’un système terre qui continue à fonctionner comme il le fait depuis 10 000 ans, soit la mise en place du climat actuel -même si récemment perturbé-, l’augmentation de température prévue par les modèles pourrait atteindre 4° à 6°C en 2100 si on ne change rien à nos modes de vie. En 2015, l’objectif de la Conférence des Parties (COP21) qui s’est tenue à Paris était de mettre en commun les engagements des différents pays pour lutter contre le réchauffement climatique afin que la température moyenne du globe n’excède pas de 2°C de plus en 2050 qu’en 18501.

Cependant, une des difficultés majeures que les modèles climatiques actuels ne savent pas prendre en compte sont ce qu’on appelle les « non-linéarités » et les « points de rupture » ou de « basculement ». En effet, les échanges d’eau, de gaz et d’énergie entre terre mer, glace et air qui déterminent le climat de la terre sont le siège d’actions et rétroactions qui se croisent, se nouent et se dénouent, rendant leur représentation dans les modèles classiques quasi-impossible. Ce sont les « non linéarités ». En d’autres termes, le système Terre est un système « complexe », complexité qui a un sens mathématique.

En dehors de tout stress astronomique, ces rétroactions peuvent se conjuguer pour changer les conditions environnementales de la planète vers des périodes plus chaudes ou plus fraiches… à l’échelle décennale, centennale voire sur plusieurs siècles. Par exemple, le climat que nous connaissons est stable depuis la fin du « Dernier Maximum Glaciaire ». Cependant, cette stabilité a subi quelques variations faibles telles que l’optimum médiéval (aux températures en moyenne à peine plus chaudes, soit de l’ordre du demi degré et localisé sur l’Europe essentiellement) ou le « petit âge glaciaire » (maximal sous Louis XIV, la cour du roi Soleil se gelait les pieds !).

Plus loin dans les temps géologiques, le climat a plus fortement varié en réponse à la position de la terre par rapport au soleil, conduisant à des périodes glaciaires suivies d’interglaciaires, à un rythme de 100 000 ans environ. Cependant, les rétroactions diverses entre des compartiments de la planète alors non perturbés par l’homme ont conduit le « système terre » à passer d’états d’équilibres froid à d’autres états d’équilibres plus chauds, en réponse à l’évolution des conditions astronomiques.

Stressée par l’activité humaine, la Terre est-elle encore capable de réagir au réchauffement climatique enclenché depuis bientôt 2 siècles, et de se stabiliser dans un été un peu plus chaud qu’aujourd’hui (et bien plus chaud qu’à l’optimum médiéval) mais un état tout de même à peu près stabilisé ?

C’est la question que se sont posés Will Steffen et ses collaborateurs, scientifiques de premier plan et spécialistes des sciences du système Terre2. Et leurs travaux mettent une rude secousse dans les projections climatiques futures …et ne portent pas à l’optimisme !

Pour rendre compte des non linéarités, ce groupe de chercheurs a utilisé des méthodes de mathématiques appliquées adaptées à la simulation des systèmes complexes. Ces techniques de modélisation permettent de tenir compte des tenseurs et des rétroactions non linéaires qui caractérisent la dynamique du « système Terre ». Forts d’une compilation bibliographique de presque 90 articles et équipés de ces modèles, les auteurs démontrent que les dégradations de l’environnement induites par l’activité humaine ont altéré la capacité de la Terre à se rééquilibrer, et ce du fait d’une série de rétroactions non linéaires.

Ces perturbations sont par exemple la transformation de 51% du couvert forestier et de prairies en zones bétonnées ou la transformation des forêts tropicales en savane ou encore la fonte de la banquise qui libère une surface d’eau sombre et amplifie le phénomène de « corps noir » dans les eaux arctiques…Elles jouent modifiant la capacité de la Terre à absorber du CO2 (déforestation ou agriculture intensive faisant passer un territoire de puits à source de carbone) ou à réfléchir le rayonnement solaire (albedo) ce qui amplifie la tendance de la Terre se réchauffer ce que l’on appelle des rétroactions positives. On peut dire que la planète, perturbée, est en train de perdre des compétences lui permettant d’absorber une fraction du CO2 en excès émis par les activités humaines, de même qu’à réguler l’effet du rayonnement solaire. Depuis 1850 le « système Terre » serait ainsi déjà sorti du cycle cadencé « glaciaire-interglaciaire » pour prendre une trajectoire plus chaude, celle que l’on mesure aujourd’hui.

Steffen et ses collaborateurs chercheurs développent alors deux avenirs possibles, illustrées par la Figure 1 ci-dessous (d’après Steffen et al., 2018) :

Figure 1 – Représentation des trajectoires possibles du système Terre dans l’Anthropocène

• Soit l’humanité maintient un rythme effréné de consommation en brûlant des énergies fossiles, et plusieurs de ces seuils seront franchis de façon irréversible, entraînant de façon incontrôlable le « système Terre » vers une situation de « surchauffe » dont elle mettrait plusieurs centaines de milliers d’années à s’extraire. C’est que les auteurs appellent « la maison étuve» (hot house) : bloquée sous une température élevée, l’humanité subirait alors des effets sur la santé, l’économie, l’agriculture avec des populations entières contraintes de migrer, entraînant de fortes déstabilisations politiques. Cette « serre » beaucoup trop chaude aurait des conséquences dramatiques. Les auteurs puisent dans la préhistoire pour illustrer les réactions des populations humaines lors d’épisodes de sécheresse marqués : les migrations massives induites ne se heurtaient alors pas aux frontières…la messe est dite.

• Soit l’humanité réagit assez vite et gère la « Terre nourricière » avec intelligence en connaissance des dangers ci-dessus : sous condition de ne pas dépasser le seuil de 2°C par rapport à 1850, elle se donnera alors encore la possibilité de trouver un équilibre, soit une Terre « un peu plus chaude » (que les auteurs baptisent « super-holocène » ou la maison « stabilisée ») mais qui resterait habitable. Éviter une catastrophe humanitaire à l’échelle planétaire est donc encore possible, les pistes sont : réduire drastiquement les émissions de gaz à effet de serre, piéger du CO2déjà émis, éventuellement avoir recours à des techniques permettant d’atténuer les effets du réchauffement : la plus simple étant de reboiser des sols – au risque, selon les auteurs, de créer un conflit avec les terres arables – mais ceux qu’on appelle les « géo-ingénieurs » ont des idées beaucoup plus délirantes (comme ensemencer les nuages de poussières sulfatées) dont les effets sont imprévisibles aujourd’hui.

Ce lundi 8 octobre, la publication des conclusions du groupe de travail du GIEC (ici) mandaté depuis les accords de Paris pour trouver les scenarii permettant de rester sous le seuil des 1,5°C renforce les conclusions de Steffen et ses collègues. Sur la base de plus de 6000 articles disséqués, l’alerte émise par les chercheurs du GIEC est particulièrement glaçante : si on ne réagit pas, on ne contrôlera plus rien. Ce rapport fait même presque passer l’article de Steffen et al. pour trop optimiste : existe-t-il vraiment une « maison chaude » à +1,5 ou +2° qui soit stable et sans graves conséquences sur l’habitabilité de la planète ? Dès + 1,5° ce sont les 4/5e des récifs coralliens de la planète qui disparaissent et à +2°, ce sont 99 %. Or, les récifs coralliens ne sont pas là que pour émerveiller les plongeurs…ils sont avant tout à la base d’un écosystème primordial et vital pour toute la population humaine vivant dans la zone intertropicale. En ce qui concerne le niveau de la mer, celui-ci est déjà monté de 17 cm au 20eme siècle, processus en accélération depuis le début du 21eme siècle et que les prévisions voient s’emballer à moyen terme, 2050 n’étant que dans une petite trentaine d’années. 

Où en est-on 28 ans après le premier rapport du GIEC montrant l’existence d’un réchauffement climatique d’origine humaine et trois ans après la COP21 ? Malgré l’optimisme et l’engouement médiatique générés en 2015 par l’accord de Paris, le fait est que les émissions des gaz à effet de serre ont augmenté en 2016 et 2017. Engluées dans des logiciels économiques et industriels dopés au pétrole et avec pour seule doxa la « croissance », les politiques publiques sont dans une impasse que ce soit en France, en Europe ou à l’international… alors que les réfugiés climatiques sont de plus en plus nombreux, les migrations ont commencé, générant des réactions qui ébranlent les fondements des démocraties. Économistes et climatologues sont inquiets, et les citoyens ont lieu de l’être aussi si les seules solutions qui leur sont proposées sont technologiques faute d’avoir su à temps réduire les émissions… Nous sommes en face de nos responsabilités, sachons les assumer, tant qu’il est encore temps.

À propos de l'auteur

Catherine Jeandel
est une océanologue géochimiste française.

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