un point précis de la situation et une mise en perspective intéressante.
Le taux de CO2 dans l’atmosphère atteint un record jamais vu depuis 3 millions d’années !
Publié le 14/05/2019
Plus de 415 parties par million (ppm) de CO2 dans l'atmosphère de la Terre. C'est du jamais vu. Une première dans l'histoire de l'humanité. Un nouveau triste record dont nous avons à endosser la responsabilité.
« Il y a eu l'accord de Paris sur le climat. Des tas de beaux discours et de manifestations engagées. Pourtant, nous ne voyons pas la courbe plier », remarque Wolfgang Lucht, chercheur à l'Institut de recherche de Potsdam sur les effets du changement climatique (Allemagne). « Chaque fois que nous allumons un moteur, nous émettons du CO2. Et ce CO2 doit bien aller quelque part. Il ne disparaît pas miraculeusement. Il s'installe dans notre atmosphère. »
Et ce samedi, l'observatoire de Mauna Loa, à Hawaï (États-Unis), a une fois de plus enregistré une concentration record de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère de la Terre : 415,26 parties par million (ppm). Pour la toute première fois, la barre journalière des 415 ppm a donc été franchie.
après avoir dépassé la barre des 415 ppm ce samedi 11 mai 2019, la concentration en CO2 dans notre atmosphère a même atteint les 415,39 ppm ce dimanche 12 mai.
Des arbres en Antarctique
« Pas seulement depuis que des enregistrements existent. Pas même seulement depuis l'invention de l'agriculture. Mais depuis que l'humanité existe. Nous n'avons jamais connu ça », souligne Éric Holthaus, chercheur à la Scripps Institution of Oceanography (États-Unis). En fait, la dernière fois que la Terre a connu cela, le niveau de la mer était plus élevé de plusieurs mètres et des arbres poussaient en Antarctique. C'était il y a plus de 3 millions d'années.
Alors plus que jamais, les chercheurs appellent à la raison. « Je suis suffisamment vieux pour me souvenir qu'à une époque, nous nous inquiétions de voir dépasser les 400 ppm. En 2017, nous avons atteint les 410 ppm pour la première fois. Aujourd'hui, nous en sommes à 415 ppm », remarque Gernot Wagner, chercheur à l'université de Harvard. « Et non seulement le taux de CO2 dans notre atmosphère augmente, mais il augmente à un rythme croissant. » De 2,5 ppm en moyenne ces dernières années, il devrait être de 3 ppm entre 2018 et 2019.
Avec une concentration de CO2 dans l'atmosphère actuellement à 412 ppm, certains experts estiment qu'un réchauffement de la planète de 3 à 4°C est probablement inéluctable. Et si nous ne faisons rien pour limiter nos émissions , la concentration de ce gaz dans l’atmosphère pourrait atteindre 2.000 ppm. Du jamais vu depuis le Trias !
Les scientifiques estimaient jusqu'alors que le niveau actuel de dioxyde de carbone (CO2), supérieur actuellement à 400 parties par million (ppm), n'était pas plus important que celui d'il y a 800.000 ans, lors d'une période marquée par des cycles de réchauffement et de refroidissement de la Terre qui se poursuivraient aujourd'hui sans le réchauffement lié aux activités humaines. Mais des carottes de glace et de sédiments marins prélevés à l'endroit le plus froid de la planète révèlent désormais que la barre des 400 ppm a en fait été dépassée pour la dernière fois il y a trois millions d'années, durant le Pliocène. Les températures étaient alors 3 à 4 °C plus élevées, des arbres poussaient en Antarctique et le niveau des océans était 15 mètres plus haut.
Ces analyses sont corroborées par un nouveau modèle climatique développé par le Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK). « La fin du Pliocène est relativement proche de nous en termes de niveaux de CO2, explique à l'AFP Matteo Willeit, chercheur au PIK et principal auteur d'une étude publiée cette semaine. Nos modèles suggèrent qu'au Pliocène il n'y avait ni cycle glaciaire ni grosses calottes glaciaires dans l'hémisphère nord. Le CO2 était trop élevé et le climat trop chaud pour le permettre ».
L'accord de Paris sur le climat de 2015 vise à limiter le réchauffement de la planète à +2 °C, voire +1,5 °C, par rapport à l'ère préindustrielle. Mais en 2017, les émissions de gaz à effet de serre ont dépassé tous les records dans l'histoire humaine et les engagements des États signataires de l'Accord de Paris conduiraient le monde vers +3 °C.
Les leçons à tirer du Pliocène
Pour des chercheurs réunis cette semaine à Londres, il y a des leçons à tirer du Pliocène. « Les températures mondiales étaient 3 à 4 °C plus élevées qu'aujourd'hui et le niveau de la mer 15 à 20 mètres plus haut », commente Martin Siegert, professeur de géoscience à l'Imperial College de Londres. Aujourd'hui, avec 1 °C de plus qu'à l'époque préindustrielle, la Terre subit déjà les impacts du dérèglement climatique, des inondations aux sécheresses.
Pour Siegert, avoir dépassé 400 ppm de CO2 (en 2013) n'implique pas une hausse du niveau des mers de l'ampleur de celle du Pliocène de façon imminente, mais à moins que l'Homme n'arrive à retirer le CO2 de l'atmosphère à grande échelle, des impacts majeurs sont inévitables, tôt ou tard.
Les émissions liées à l'activité humaine ont fait grimper les niveaux de CO2 de plus de 40 % en un siècle et demi. © Scott Olson, Getty, AFP, Archives
En se basant sur les concentrations de CO2, les glaciologues prédisent une augmentation du niveau des océans entre 50 centimètres et un mètre d'ici la fin de ce siècle, indique le chercheur. « Il serait difficile que cela soit plus, parce que la fonte prend du temps. Mais ça ne s'arrête pas à 2100, ça continue ».
En octobre, les scientifiques du Giec tiraient la sonnette d'alarme : pour rester sous les 1,5 °C, il faudrait réduire les émissions de CO2 de près de 50 % d'ici 2030. Mais malgré les promesses, ces émissions liées aux énergies fossiles et à l'agriculture augmentent inexorablement. « À 400 ppm, nous restons sur la trajectoire d'un climat similaire au Pliocène », prévient Tina van De Flierdt, professeur de géochimie isotopique à l'Imperial College. La calotte glaciaire du Groenland, qui contient assez d'eau pour faire augmenter le niveau des mers de sept mètres, avait alors disparu. Et celle de l'ouest de l'Antarctique, « qui contient environ cinq mètres, avait probablement disparu ».
Vers un réchauffement climatique de 3 à 4°C
Les chercheurs estiment que l'atmosphère a précédemment déjà connu des niveaux de CO2 bien supérieurs à 400 ppm mais le gaz avait mis des millions d'années à s'accumuler. De leur côté, les émissions liées à l'activité humaine ont fait grimper les niveaux de gaz carbonique de plus de 40 % en un siècle et demi seulement. Avec une concentration à 412 ppm, et en progression, certains experts estiment qu'un réchauffement de la planète de 3 à 4°C est probablement inéluctable.
« Ce que nous faisons depuis 150 ans, c'est de le déterrer et de le renvoyer dans l'atmosphère. C'est une expérience folle. »
La dernière fois que le CO2 était aussi présent dans l'atmosphère, il avait ensuite été capturé par les arbres, les plantes, les animaux, puis enterré avec eux à leur mort. « Et ce que nous faisons depuis 150 ans, c'est de le déterrer et de le renvoyer dans l'atmosphère, souligne Siegert. C'est une expérience folle ».
Si nous brûlons toutes les réserves de combustibles fossiles jusqu'à la dernière goutte, le taux de CO2 dans l'atmosphère pourrait s'envoler jusqu'à 2.000 ppm en 2250 préviennent des chercheurs. Du jamais vu sur Terre depuis le Trias. L'ennui, c'est qu'aujourd'hui, le Soleil brille déjà plus qu'à cette période.
Dans son étude qui vient de paraître dans Nature Communications, une équipe de chercheurs de l'université de Southampton (Royaume-Uni) avertit que si rien n'est fait pour ralentir, ou mieux arrêter, notre consommation d'énergie fossile, qui, en 2015 encore, atteignait des niveaux records (36,3 milliards de tonnes), le taux de dioxyde de carbone (CO2) dans notre atmosphère dans 200 à 300 ans sera sans précédent depuis au moins le Trias ! Il pourrait aller jusqu'à 2.000 particules par million (ppm) en 2250.
Rappelons qu'à l'aube de la révolution industrielle, sa concentration n'était que de 280 ppm. Deux siècles et demi plus tard, il s'est envolé, dépassant à présent les 400 ppm, et cela même dans les régions les plus reculées du globe (cela ne s'était pas produit depuis 3,5 millions d'années). La conséquence de sa présence accrue dans l'atmosphère est un effet de serre bien connu à l'origine d'un réchauffement climatique à l'échelle globale. Avec une progression jusqu'à 400 ppm, nous avons ainsi déjà gagné près d'un degré en un siècle.
De plus, donc, comme notre soif de pétrole, de gaz, de charbon est encore loin d'être étanchée -- des responsables politiques regardent même l'Arctique avec envie --, si nous continuons de brûler toutes nos réserves de combustibles fossiles enfouies dans le sous-sol jusqu'à la dernière goutte, nous nous dirigeons vers un taux de 2.000 ppm à l'horizon du milieu du XXIIIe siècle ! Du jamais vu sur Terre depuis au moins 200 millions d'années !
Un taux élevé de CO2 et un soleil qui brille plus
S'intéressant à l'évolution du climat, les auteurs ont parcouru pas moins de 1.241 estimations du taux de CO2 à travers 112 études publiées. Ils ont ainsi pu couvrir 420 millions d'années grâce aux indices trouvés dans divers fossiles de végétaux, de coquilles, des échantillons de sols de plusieurs périodes, etc. À l'instar de nombre de leurs collègues climatologues et paléoclimatologues, ils ont pu constater que l'actuelle variation en cours du climat, provoquée par les activités humaines, se fait à un rythme rapide, sans équivalent connu.
Surtout, les chercheurs soulignent que, dans le passé, au cours du Trias ou encore du Dévonien (il y a 400 millions d'années), même lorsque le taux de gaz carbonique dans l'atmosphère était très élevé, les effets du réchauffement restaient moins forts qu'aujourd'hui (ou dans notre future proche) avec des valeurs comparables. Pourquoi ? Parce que notre soleil était alors moins brillant (sa luminosité continue naturellement d'augmenter, cela fait partie du cycle de l'évolution des étoiles). Aussi, s'inquiètent-ils de ce qu'il peut advenir de notre monde avec un taux de CO2 qui ne s'arrête pas de grimper et un soleil plus brillant. Pour éviter des lendemains qui chauffent (trop), le remède reste donc la réduction des émissions massives de gaz à effet de serre.
En analysant les restes de coquilles d'animaux marins planctoniques, des chercheurs américains ont reconstitué 2,1 millions d'années d'histoire de la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère. Conclusion : il n'est pour rien dans les dernières glaciations mais son niveau actuel est un record.
Jusqu'à présent, seules les carottes glaciaires permettaient de mesurer les teneurs passées en gaz carbonique (ou dioxyde de carbone) de l'atmosphère terrestre. Emprisonné dans les bulles coincées dans la glace, l'air peut être analysé. Mais cette mémoire ne permet de remonter, pour l'instant, qu'à 850.000 ans. Une équipe américaine a trouvé un moyen de faire mieux.
Ces chercheurs ont étudié des minuscules organismes planctoniques unicellulaires, les globigérines, appartenant à la vaste famille des foraminifères, grand succès de l'évolution des cinq cents derniers millions d'années. Ces petits êtres sont entourés d'une fine carapace calcaire, que l'on appelle test (et non pas coquille). L'équipe a montré que le rapport de deux isotopes du bore (11B et 12B) dans ce test dépend de l'acidité de l'eau de mer au moment de sa fabrication. Or, cette acidité est directement liée à la quantité de gaz carbonique dissous dans l'eau et donc de sa teneur atmosphérique. On sait d'ailleurs que le pH de l'eau de mer influe directement sur la fabrication des coquilles et des tests calcaires par les animaux marins, l'actuelle acidification, due à l'augmentation de la concentration en gaz carbonique, a semble-t-il déjà aminci les tests de foraminifères.
En datant des tests de Globigerinoides sacculifer dans des sédiments prélevés au fond de l'Atlantique nord, à un millier de kilomètres des côtes africaines, Bärbel Hönisch, une géochimiste du Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) et ses collègues, ont pu retracer l'évolution de la teneur atmosphérique en CO2 depuis 2,1 millions d'années, ce qui n'avait jamais été réalisé avec autant de précision.
Les glaciations restent mystérieuses
Plusieurs enseignements sont déjà tirés de ce nouveau panorama sur l'histoire de l'atmosphère terrestre. Le premier est l'importance de la quantité actuelle de gaz carbonique. Grâce aux carottes glaciaires, on savait déjà que la teneur en CO2 n'a jamais été aussi forte depuis 850.000 ans. Ce dernier chiffre peut désormais être porté à 2,1 millions d'années. Sur cette période, la concentration de ce gaz a beaucoup fluctué mais les maximums observés sont en moyenne de 280 ppm (parties par million), contre 385 aujourd'hui.
Par ailleurs, les auteurs estiment que leurs résultats confortent le lien entre teneur en CO2 et climat global mais, toutefois, que les épisodes glaciaires qu'a connus la Terre durant cette période ne s'expliquent pas par des baisses importantes de gaz carbonique. De précédentes études indiquaient déjà que la quantité de CO2 n'avait pas beaucoup varié durant les derniers vingt millions d'années mais la résolution des données n'était pas suffisante pour conclure à un lien, ou non, avec les refroidissements successifs.
Le rythme de ces périodes glaciaires reste un mystère. Il y a deux millions d'années, la Terre les subissait tous les 41.000 ans. Des modifications dans l'axe de rotation de la planète peuvent alors expliquer une telle périodicité. Mais quelque part au milieu du Pléistocène, entre 500.000 ans et un million d'années, ce rythme s'est ralenti et les glaciations surviennent tous les 100.000 ans.
Une modification importante de la teneur atmosphérique en gaz carbonique semblait une bonne explication, une période glaciaire commençant avec la baisse de ce gaz à effet de serre. Selon les auteurs, cette hypothèse est à oublier. D'autres sont en lice, comme la progression des immenses glaciers sur le territoire de l'actuel Canada, qui auraient pelé le sol devant eux et se seraient durablement installés sur le lit rocheux.
Cet éclairage sur les deux derniers millions d'années de l'atmosphère apporte donc des réponses mais pose aussi de nouvelles questions...
