Si nous ne faisons rien pour limiter nos émissions de CO2, la concentration de ce gaz dans l’atmosphère pourrait atteindre 2.000 ppm. Du jamais vu depuis le Trias. © animaflora, Fotolia

Planète

Vers un taux de CO2 jamais vu depuis 200 millions d’années

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.

La circulation du CO2 dans l'atmosphère comme vous ne l'avez jamais vue  Dans cette vidéo de la Nasa, il est possible de visualiser, pour la première fois, avec un niveau de détails impressionnant et en trois dimensions, le cycle du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, sur une année. Dans la perspective de mieux prédire l’évolution du changement climatique en cours sur le long terme, les scientifiques ont besoin de recueillir un maximum de données sur la circulation de ce gaz à effet de serre émis massivement par nos activités humaines. 

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 !

Taux de CO2 dans l’atmosphère depuis la révolution industrielle. Les mesures à Mauna Loa, à Hawaï, ont commencé en 1958. © Scripps Oceanography

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.

Pour en savoir plus

La teneur en CO2 étudiée depuis 2 millions d'années

Article de Jean-Luc Goudet publié le 25/06/2009

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.

Le test d'une globigérine actuelle observé au microscope électronique à balayage. © Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre

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...

  • L’augmentation du taux de gaz carbonique (CO2) dans l’atmosphère s’accélère.
  • Si nous brûlons toutes les réserves de pétrole, gaz et charbon accessibles sur Terre, le taux pourrait atteindre 2.000 ppm (avant l’ère industrielle, il était de 280 ppm).
  • Avec un même taux au Trias, les conséquences étaient moindres car le Soleil était moins lumineux.