Pourquoi nous nous dirigeons vers le climat le plus chaud en un milliard d'années

La vie dans la dernière période de serre de la planète, l'Éocène. Jay Matternes / Musée Smithsonian, CC BYLa vie dans la dernière période de serre de la planète, l'Éocène. Jay Matternes / Musée Smithsonian, CC BY

Les concentrations de dioxyde de carbone se dirigent vers des valeurs jamais vues au cours des dernières années 200m. Le soleil s'est également progressivement renforcé avec le temps. Mis ensemble, ces faits signifient que le climat pourrait se diriger vers une chaleur sans précédent depuis un demi-milliard d'années. La Conversation

Beaucoup de choses se sont passées sur Terre depuis 500,000,000BC - les continents, les océans et les chaînes de montagnes sont venus et repartis, et la vie complexe a évolué et s'est déplacée des océans vers la terre et dans les airs. La plupart de ces changements se produisent sur de très longues périodes de plusieurs millions d'années. Cependant, au cours des dernières années 150, les températures mondiales ont augmenté d'environ 1 ℃, les calottes glaciaires et les glaciers ont reculé, la glace de mer polaire a fondu et les niveaux de la mer ont augmenté.

Certains souligneront que le climat de la Terre a subi des changements similaires avant. Alors, quel est le problème?

Les scientifiques peuvent chercher à comprendre les climats du passé en regardant les preuves enfermées dans des roches, des sédiments et des fossiles. Ce que cela nous dit, c'est que oui, le climat a changé dans le passé, mais la vitesse actuelle du changement est très inhabituel. Par exemple, le dioxyde de carbone n'a pas été ajouté à l'atmosphère aussi rapidement qu'aujourd'hui pour au moins le passé 66m années.

En fait, si nous continuons sur notre trajectoire actuelle et exploitons tous les combustibles fossiles conventionnels, alors aussi bien que le taux d'émissions de CO₂, le réchauffement climatique absolu est également susceptible d'être sans précédent au moins au cours des dernières années 420m. C'est selon une nouvelle étude que nous avons publiée dans Communications Nature.

En termes de temps géologique, 1 ℃ du réchauffement climatique n'est pas particulièrement inhabituel. Pendant la plus grande partie de son histoire, la planète était significativement plus chaude qu'aujourd'hui et, en fait, la Terre se trouvait le plus souvent dans ce que l'on appelle un «climat de serre». Lors du dernier état de serre 50m il y a des années, les températures moyennes mondiales étaient 10-15 plus chaudes qu'aujourd'hui, les régions polaires étaient exemptes de glace, les palmiers ont poussé sur la côte de l'Antarctiqueet les alligators et les tortues se sont noyés dans les forêts marécageuses dans ce qui est maintenant l'Arctique canadien gelé.

En revanche, malgré notre réchauffement actuel, nous sommes toujours techniquement dans un état de «glace», ce qui signifie simplement qu'il y a de la glace sur les deux pôles. La Terre a naturellement circulé entre ces deux états climatiques toutes les années 300m environ.

Juste avant la révolution industrielle, pour chaque million de molécules dans l'atmosphère, environ 280 étaient des molécules de CO₂ (280 parties par million, ou ppm). Aujourd'hui, en raison principalement de la combustion de combustibles fossiles, les concentrations sont d'environ 400 ppm. En l'absence de tout effort pour réduire nos émissions, la combustion de combustibles fossiles conventionnels entraînera des concentrations de CO₂ autour de 2,000ppm d'ici l'année 2250.

C'est bien sûr beaucoup de CO₂, mais les données géologiques nous indiquent que la Terre a connu des concentrations similaires plusieurs fois dans le passé. Par exemple, notre nouvelle compilation de données montre que pendant le Trias, autour de 200m il y a des années, lorsque les dinosaures ont commencé à évoluer, la Terre avait un climat de serre avec du CO₂ atmosphérique autour de 2,000-3,000ppm.

Des concentrations si élevées de dioxyde de carbone ne rendent pas nécessairement le monde totalement inhabitable. Les dinosaures ont prospéré, après tout.

Cela ne veut pas dire que ce n'est pas un gros problème, cependant. Pour commencer, il ne fait aucun doute que l'humanité devra faire face à des défis socio-économiques majeurs changement climatique dramatique et rapide cela résultera de la montée rapide en 2,000 ou plus de ppm.

Mais notre nouvelle étude montre également que les mêmes concentrations de carbone provoqueront plus de réchauffement à l'avenir que dans les périodes précédentes de dioxyde de carbone élevé. En effet, la température de la Terre ne dépend pas seulement du niveau de CO₂ (ou d'autres gaz à effet de serre) dans l'atmosphère. Toute notre énergie vient en fin de compte du soleil, et à cause de la façon dont le soleil génère de l'énergie grâce à la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium, sa luminosité a augmenté avec le temps. Il y a quatre milliards et demi d'années, lorsque la Terre était jeune, le soleil était environ 30 moins brillant.

Ce qui compte vraiment, c'est l'effet combiné de la force changeante du soleil et de l'effet de serre variable. En regardant à travers l'histoire géologique, nous avons généralement constaté que lorsque le soleil devenait plus fort au fil du temps, le CO₂ atmosphérique diminuait graduellement, de sorte que les deux changements s'annulaient en moyenne.

Mais qu'en est-il à l'avenir? Nous avons trouvé aucune période de temps passé lorsque les moteurs du climat, ou forçage climatique, était aussi élevé qu'il le sera à l'avenir si nous brûlons tout le combustible fossile facilement disponible. Rien de tel n'a été enregistré dans le disque de rock depuis au moins 420m années.

Un pilier central de la science géologique est le principe uniformitariste: que "le présent est la clé du passé". Si nous continuons à brûler des combustibles fossiles comme nous le faisons actuellement, par 2250 ce vieil adage n'est malheureusement plus susceptible d'être vrai. Il est douteux que cet avenir à haut CO₂ aura une contrepartie, même dans l'immensité du dossier géologique.

À propos des auteurs

Gavin Foster, professeur de géochimie isotopique, Université de Southampton; Dana Royer, professeur de sciences de la terre et de l'environnement, Wesleyan University, et Dan Lunt, professeur de sciences du climat, Université de Bristol

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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