Une photo prise en 2010 à partir d'un ballon dans la stratosphère au dessus de l'Angleterre. © Universities Space Research Association

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Géoingénierie : l'Homme pourrait refroidir le climat sans détruire la couche d'ozone

ActualitéClassé sous :changement climatique , Pnas , Pinatubo

Par Laurent Sacco, Futura

L'Homme a modifié dangereusement le climat en injectant massivement du gaz carbonique dans l'atmosphère. Peut-être pourra-t-il limiter, sur le long terme, les problèmes engendrés par le réchauffement climatique grâce à la géoingénierie. Il serait ainsi possible d'injecter des aérosols capables de refroidir le climat sans toucher à la couche d'ozone.

Il semble malheureusement de moins en moins probable que l'humanité puisse s'entendre et agir suffisamment rapidement pour éviter une augmentation de deux degrés de la température globale moyenne de la planète. Au-delà de cette température, la stabilité du climat ne sera plus garantie et il y aura des réfugiés climatiques à gérer. Par ailleurs, le manque d'eau et des pics de températures infernales risquent de se faire cruellement sentir dans la région allant de l'Afrique du Nord jusqu'au Pakistan.

La technologie pourrait bien être notre seul et mince espoir pour affronter ce problème et en limiter les effets. Il faudrait, bien sûr, faire des percées spectaculaires en moins de dix ans dans les domaines de la fusion contrôlée et des cellules photovoltaïques, mais mieux vaut ne pas trop y compter. Certains espèrent que la séquestration géologique du gaz carbonique pourra également devenir efficace et qu'elle sera mise en place à grande échelle. Une autre carte à jouer, mais qui ne sera sans doute efficace qu'à long terme (elle ne peut donc pas résoudre à court terme les problèmes du réchauffement climatique) serait de faire de la géoingénierie.

Il a ainsi été proposé d'injecter dans l'atmosphère des composés chimiques capables de modifier la réflectivité de cette atmosphère, et donc de la refroidir. En s'inspirant de l'impact des éruptions volcaniques sur le climat, l'idée d'utiliser des aérosols soufrés est venue à l'esprit de chercheurs (voir article ci-dessous). Toutefois, ces fines particules détruisent la couche d'ozone, ce qui peut contribuer à accélérer le réchauffement global. Dans l'idéal, il faudrait trouver un composant qui n'ait aucun effet secondaire de ce type, que ce soit sur le climat ou, tout simplement, sur les écosystèmes.

De la calcite trouvable en France. © Didier Descouens, Wikipédia, CC by-sa 3.0

La calcite, un antiacide pour refroidir l'atmosphère

Un groupe de chercheurs états-uniens de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Seas) est sur une piste, comme ils l'expliquent dans un article publié dans Pnas ainsi que dans une vidéo. Il suffirait, peut-être, d'utiliser un carbonate de calcium bien connu :la calcite.

Le concept a plusieurs avantages. Ce minéral est relativement abondant sur Terre, où il se trouve sous plusieurs formes naturellesavec des traces de manganèse, fer, aluminium etc. Surtout, il ne se contenterait pas d'être inoffensif pour la couche d'ozone : des particules à base de calcite agiraient en fait comme une sorte d'antiacide pour la stratosphère et la couche d'ozone. À la surface de ces particules, des réactions chimiques actives s'y produiraient qui neutraliseraient les composés soufrés acides menaçant les molécules d'O3.

Un moyen de faire d'une pierre deux coups : l'Homme aurait une carte à jouer pour limiter les effets du changement climatique et pourrait accélérer la réparation de la couche d'ozone qui est en cours.Cependant,comme le précisent les chercheurs, il ne faut pas s'attendre à ce que cette technique résolve le problème du réchauffement climatique à elle seule. Les études doivent aussi se poursuivre afin de vérifier qu'aucun effet secondaire indésirable n'arrive. La Terre est un système dynamique complexe, aussi bien au niveau du climat que de la biosphère ; l'Homme pourrait avoir des surprises désagréables s'il n'y prend garde.

Pour en savoir plus

La géoingénierie pourrait-elle réduire l'impact des cyclones ?

Article de Laurent Sacco publié le 03/11/2015

Les ouragans tropicaux tels que Katrina devraient malheureusement se multiplier au cours du XXIe siècle à cause du réchauffement climatique. Selon un groupe de chercheurs, la géoingénierie serait en mesure de réduire cette augmentation. Il faudrait pour cela injecter massivement des aérosols dans l'atmosphère afin d'imiter des éruptions volcaniques comme celle du Pinatubo, survenue aux Philippines en 1991.

John Von Neumann, l'un des géants du Panthéon de l'informatique avec Alan Turing, se serait en grande partie impliqué dans la théorie des ordinateurs dans le but de réaliser des prédictions météorologiques. Cela reste à prouver. Ce qui est sûr c'est que la modélisation numérique du temps et du climat sur Terre à l'aide de supercalculateurs doit beaucoup au physicien et mathématicien anglais Lewis Richardson (1881-1953). Le livre qu'il a publié à ce sujet en 1922, alors qu'aucun ordinateur n'existait encore, a été d'une importance cruciale pour les tentatives ultérieures de modélisation dont l'essor a vraiment commencé après la seconde guerre mondiale, grâce à la conquête spatiale et aux travaux de Verner Suomi sur les satellites météorologiques.

Ordinateurs et modèles numériques ont permis aux membres du Giec de tirer la sonnette d'alarme en ce qui concerne l'évolution du climat au cours du XXIe siècle. La technologie grâce à laquelle l'Homme a vraiment pu commencer à sortir du Néolithique depuis quelques siècles est pourtant en train de menacer son avenir via le réchauffement climatique dont Homo sapiens est responsable. Ne pourrait-elle pas aussi réparer les dommages qu'elle a causés ? En d'autres termes n'est-il pas possible de faire de la géoingénierie en ce qui concerne le climat ?

La question se pose à nouveau à l'heure où un certain pessimisme se fait jour en ce qui concerne la capacité et la volonté de l'humanité à limiter sa consommation des énergies fossiles, et son rejet de CO2 dans l'atmosphère, afin de maintenir le réchauffement climatique global annoncé en dessous de 2 °C.

La concentration de gaz à effet de serre n'a jamais autant augmenté que ces quinze dernières années. Malgré les engagements pris par de nombreux pays, aucune solution concrète ne semble émerger. Le Cnes a rencontré Jean Jouzel, climatologue de renom, afin d’en savoir plus. © Cnes

Un Pinatubo tous les deux ans pendant 50 ans !

De fait, une équipe internationale de chercheurs en géosciences vient de proposer (comme Bill Gates et d'autres avant eux) d'utiliser la technologie pour lutter contre la formation des cyclones tropicaux qui devraient se faire plus nombreux et plus dévastateurs au cours de ce siècle. L'idée de base n'est pas nouvelle : en 2006, Paul Crutzen, prix Nobel de chimie 1995, avait proposé, avec d'autres scientifiques, d'injecter dans l'atmosphère des aérosols soufrés (ces aérosols peuvent refroidir le climat contrairement à d'autres) afin d'imiter l'impact de certaines éruptions volcaniques sur le climat, telle celle du Pinatubo en 1991. Le 15 juin 1991, aux Philippines, ce volcan avait propulsé jusqu'à 35 kilomètres d'altitude au moins 17 millions de tonnes de sulfates. Dans l'année qui a suivi, les températures ont sensiblement baissé un peu partout sur la planète (de 0,4 à 0,6 °C dans l'hémisphère nord et de 0,4 °C au sud). En effet, le vaste ensemble de nuages contenant des aérosols soufrés qui a résulté de cette éruption volcanique a fait plusieurs fois le tour de la Terre, absorbant les rayons solaires et réduisant la quantité de lumière parvenant au sol.

Comme elle l'explique dans un article publié dans Pnas, l'équipe de chercheurs a voulu tester numériquement le concept de refroidissement artificiel du climat à l'aide d'injection de dioxyde de soufre (SO2), très précisément dans l'optique d'inhiber la croissance du nombre d'ouragans tropicaux du calibre d'Isabel ou de Katrina.

Les travaux conduits par ces chercheurs dans la cadre du Geoengineering Model Intercomparison Project montrent que le concept est scientifiquement crédible. Il serait possible de diviser par deux le nombre de cyclones au cours de la seconde moitié du XXIe siècle si l'on injectait chaque année environ 10 millions de tonnes d'aérosols soufrés dans l'atmosphère pendant 50 ans à partir de 2020. Cela équivaudrait à une éruption du Pinatubo tous les deux ans. Le projet serait bien évidemment coûteux mais réalisable et sans doute moins onéreux que l'impact sur l'humanité de l'augmentation du nombre de cyclones.

Il y a toutefois un écueil que les chercheurs ne dissimulent pas : il est hors de question d'injecter vraiment du SO2 dans l'atmosphère car cela entraînerait une diminution de la couche d'ozone. Il reste donc à trouver un aérosol à l'effet équivalent mais sans cet inconvénient...

Les aérosols, ces particules qui favorisent l'effet de serre  Les aérosols sont de petites particules présentes dans l’atmosphère. Ils sont responsables de la formation de nuages et, par la même occasion, contribuent à l'effet de serre et au réchauffement climatique. Le Cnes nous explique au cours de cette vidéo comment les aérosols sont surveillés depuis déjà plusieurs années. 

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