Comment les humains ont détruit le climat de la Terre en quelques années seulement 160

Comment les humains ont détruit le climat de la Terre en quelques années seulement 160 L'exploitation des combustibles fossiles émet du CO₂, principale cause du réchauffement climatique. Zbynek Burival / Unsplash, CC BY

Le changement climatique pourrait être le problème le plus urgent de notre époque, tant sur le plan politique que sur le plan de la vie sur Terre. Il y a une prise de conscience croissante du fait que le climat mondial est une affaire d'action publique.

Pour les années 11,500, le dioxyde de carbone atmosphérique (CO2) des concentrations planaient autour de 280 ppm (la «normale» préindustrielle), avec une température de surface moyenne autour de 15 ° C. Depuis la révolution industrielle, ce niveau augmente continuellement pour atteindre 410 ppm en 2018. Les géosciences, qui se concentrent sur des échelles de temps allant jusqu'à des milliards d’années, sont particulièrement bien équipées pour expliquer de façon très nette à quel point les sociétés industrielles ont brusquement changé et modifient le climat de la Terre.

Climat, gaz à effet de serre et CO2

Le moteur principal du climat de la Terre est le soleil. Notre étoile fournit une puissance de surface moyenne de 342 W / m2 par an (à peu près celle d'un sèche-cheveux pour chaque mètre carré de la planète). La Terre en absorbe environ 70% et reflète le reste. S'il s'agissait du seul mécanisme climatique, la température moyenne serait de -15 ° C (en dessous du point de congélation de l'eau, 0 ° C). La vie serait probablement impossible. Heureusement, une partie de l'énergie absorbée est réémise sous forme de rayonnement infrarouge qui, contrairement à la lumière visible, interagit avec les gaz à effet de serre (GES) présents dans l'atmosphère pour renvoyer de la chaleur vers la surface de la Terre. Cet effet de serre maintient actuellement notre température moyenne autour de 15 ° C.

Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau et les émissions de CO2. Le dioxyde de carbone contribue jusqu'à 30% à l'effet de serre total, la vapeur d'eau fournit environ 70%. CO2, cependant, a un pouvoir de réchauffement global que la vapeur d'eau n'a pas. La vapeur d’eau dans l’atmosphère a un temps de résidence très court (de quelques heures à quelques jours) et sa concentration ne peut augmenter que si la température augmente. CO2 reste dans l'atmosphère pendant des années 100 et sa concentration n'est pas uniquement contrôlée par la température. CO2 est donc capable de déclencher réchauffement: si CO2 la concentration augmente, la température moyenne, quelle que soit sa tendance, augmentera.

Puits de carbone

Il est donc crucial de comprendre comment le CO atmosphérique2 est réglementé. Au cours des échelles de temps géologiques (100,000 + années), les gaz volcaniques sont la principale source de CO2, en moyenne 0.4 milliards de tonnes de CO2 par an (0.4 GtCO2/ y). Mais CO2 ne s'accumule pas sans fin dans l'atmosphère. Il entre et sort par d'autres processus environnementaux et est stocké dans des réservoirs appelés puits de carbone.

L'océan, par exemple, contient 50 fois plus de carbone que l'atmosphère. Cependant, le CO2 dissous dans l'océan peuvent être facilement relâchés vers l'atmosphère, alors que seuls les puits géologiques gardent le CO2 loin de l’atmosphère sur des échelles de temps géologiques.

Comment les humains ont détruit le climat de la Terre en quelques années seulement 160 Cycle du carbone géologique simplifié. Les puits (noirs) montrent la sédimentation de la matière organique et le couplage altération-synthèse du carbonate. Ils s’opposent aux sources (grises): des volcans de plus de 4 milliards d’années et des activités humaines thermo-industrielles pendant des années 150. G. Paris

Le premier puits géologique est constitué de matière organique sédimentaire. Les organismes vivants contiennent du carbone organique construit à partir de CO atmosphérique2 à travers photosynthèseet les organismes morts sont souvent envoyés au fond de l’océan, des lacs et des marais. Ainsi, d'immenses quantités de carbone organique s'accumulent avec le temps dans les sédiments marins et continentaux, dont certains sont finalement transformés en combustibles fossiles (pétrole, gaz et charbon).

Les roches calcaires constituent le deuxième puits de carbone géologique. Des roches telles que des granites ou des basaltes sont mûri par les eaux de surface, le lavage des ions calcium et bicarbonate vers l'océan. Les organismes marins les utilisent pour construire des pièces dures en carbonate de calcium. Lorsqu'il est déposé au fond de l'océan, le carbonate de calcium est finalement séquestré sous forme de calcaire.

Selon les estimations, ces deux éviers combinés contiennent 50,000 à 100,000 fois plus de carbone que l'atmosphère actuelle.

L'atmosphère terrestre au fil du temps

La quantité de CO2 dans l'atmosphère terrestre a beaucoup varié. Des décennies de recherche nous ont permis de tracer les grandes lignes de l'histoire commençant après la formation complète de la Terre Il y a 4.4 milliards d'années.

De la terre atmosphère précoce était extrêmement riche en CO2 (jusqu'à 10,000 fois les niveaux modernes), tandis que l'oxygène (O2) était rare. Au cours de l'Archéen (de 3.8 à 2.5 il y a des milliards d'années), la vie a d'abord prospéré, les premiers continents se sont développés. Les intempéries ont commencé à attirer le CO2 hors de l'atmosphère. Le développement de la photosynthèse a contribué à réduire le CO atmosphérique2, tout en élevant O2 niveaux pendant la Grand événement d'oxygénation, il y a environ 2.3 milliards d'années. CO2 la concentration est tombée à «seulement» 20 à 100 fois le niveau préindustriel, pour ne jamais revenir à la concentration des premiers âges de la Terre.

Deux milliards d'années plus tard, le cycle du carbone a changé. Vers le fin Dévonien - Carbonifère inférieur (il y a environ 350 millions d'années), CO2 la concentration était autour 1,000 ppm. Les mammifères n'existaient pas. Des plantes vasculaires capables de synthétiser de la lignine sont apparues au Dévonien et se sont propagées. Lignine est une molécule résistante à la dégradation microbienne qui a permis à des stocks massifs de carbone organique de se constituer sous forme de charbon sur des millions d'années. Combinée à l'érosion de la chaîne hercynienne (dont les vestiges se trouvent dans le Massif central français ou dans les Appalaches aux États-Unis), l'enfouissement de carbone organique a entraîné l'extraction de CO2 jusqu'à des niveaux similaires (ou inférieurs) à ceux d'aujourd'hui et ont généré une grande époque glaciaire entre 320 et 280 il y a des millions d'années.

Comment les humains ont détruit le climat de la Terre en quelques années seulement 160 Eruption du volcan Bromo sur l'île de Java (2011). Sur une échelle de temps géologique, les volcans jouent un rôle dans le cycle du CO₂. Marc Szeglat / Unsplash

À la fin du Jurassique (145, il y a un million d'années), le pendule avait basculé. Les dinosaures dominaient la Terre, les mammifères évoluaient, l'activité tectonique augmentait et la Pangée (le dernier super continent) déchiré. CO2 augmenté, à 500 à 2,000 ppm, et est resté à des niveaux élevés, maintenant un climat de serre chaud pendant 100 millions d’années.

À partir de millions d'années 55, la Terre s'est refroidie en CO2 diminué, notamment suite au soulèvement de l’Himalaya et à l’augmentation subséquente de l’altération atmosphérique et de la sédimentation en carbone organique. L'évolution continue avec l'apparition des hominidés 7 il y a des millions d'années. À 2.6 millions d'années, la Terre est entrée dans un nouvel état caractérisé par une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires à un rythme régulier, entraîné par les paramètres orbitaux de la Terre et amplifié par le cycle du carbone à court terme. CO2 atteint son niveau préindustriel il y a quelques années 11,500, alors que la Terre entrait dans le dernier stade interglaciaire.

Une nouvelle histoire: la révolution industrielle

Jusqu'au 19e siècle, l'histoire du carbone atmosphérique et du climat de la Terre était une histoire de géologie, de biologie et d'évolution. Cette histoire a changé radicalement après la révolution industrielle, quand les hommes modernes (Homo sapiens), qui est probablement apparu il y a des années 300,000, a commencé à extraire et à brûler des combustibles fossiles à grande échelle.

Par 1950, l'ajout de CO2 à l'atmosphère par la combustion de combustibles fossiles était déjà provenPar l'intermédiaire du signature isotopique du carbone de CO2 des molécules (connues sous le nom de Effet «Suess»). À la fin de 1970, les climatologues ont observé une dérive rapide vers des températures globales plus chaudes. Le GIEC, créé dans 1988, a montré dans 2012 que la température moyenne avait augmenté de 0.9 ° C depuis 1901. Ce changement peut paraître modeste par rapport à la dernière déglaciation, lorsque la température moyenne avait augmenté d’environ 6 ° C au cours des années 7,000, mais c’est au moins 10 plus rapide.

La température moyenne continue de grimper et des paramètres naturels tels que l'activité solaire ou le volcanisme ne peuvent expliquer un réchauffement aussi rapide. La cause en est clairement l’addition humaine de GES dans l’atmosphère, et pays à revenu élevé émettre le plus de CO2 par habitant.

Comment se terminera notre histoire?

Les sociétés industrielles ont brûlé environ 25% des combustibles fossiles de la Terre au cours des années 160 et inversé de manière abrupte un flux naturel stockant le carbone loin de l'atmosphère. Ce nouveau flux généré par l’homme est plutôt ajoutant 28 Gt de CO₂ par an, 50 fois plus que les volcans. La séquestration géologique naturelle ne peut compenser et le CO atmosphérique2 continue à monter.

La solution conséquences sont imminents, nombreux et désastreux: phénomènes météorologiques extrêmes, élévation du niveau de la mer, recul des glaciers, acidification des océans, perturbations et extinctions des écosystèmes. La Terre elle-même a survécu à d'autres catastrophes. Bien que le réchauffement actuel dépasse la capacité d'adaptation de nombreuses espèces, la vie continuera. Ce n'est pas la planète qui est en jeu. Au lieu de cela, c'est l'avenir des sociétés humaines et la préservation des écosystèmes actuels.

Si les sciences de la Terre ne peuvent fournir de solutions pour réfléchir aux changements nécessaires dans notre comportement et notre consommation de combustibles fossiles, elles peuvent et doivent contribuer à la connaissance et à la prise de conscience collective du réchauffement climatique actuel.

A propos de l'auteur

Guillaume Paris, Géochimiste, chargé de recherche au CNRS au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, Université de Lorraine et Pierre-Henri Blard, Géochronologue et paléoclimatologue, chargé de recherches CNRS - Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Nancy) et Laboratoire de glaciologie (Bruxelles), Université de Lorraine

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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