Une nouvelle histoire de dioxyde de carbone vieille de 66 millions d’années n’offre guère de réconfort pour aujourd’hui

Un nouvel examen massif des anciens niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique et des températures correspondantes dresse un tableau intimidant de la direction que pourrait prendre le climat de la Terre. L'étude couvre les enregistrements géologiques couvrant les 66 derniers millions d'années, mettant les concentrations actuelles dans leur contexte avec le temps profond.

Entre autres choses, cela indique que la dernière fois que le dioxyde de carbone atmosphérique a atteint les niveaux actuels d'origine humaine, c'était il y a 14 millions d'années, soit bien plus longtemps que ne l'indiquent certaines évaluations existantes. Il affirme que le climat à long terme est très sensible aux gaz à effet de serre, avec des effets en cascade qui peuvent évoluer sur plusieurs millénaires.

L'étude a été réalisée sur sept ans par un consortium de plus de 80 chercheurs de 16 pays. Il apparaît dans le journal Science.

“Nous savons depuis longtemps que l'ajout de CO₂ “Cette étude nous donne une idée beaucoup plus solide de la sensibilité du climat à long terme.”

Les estimations dominantes indiquent que, sur des échelles allant de plusieurs décennies à plusieurs siècles, chaque doublement du CO atmosphérique₂ entraînera une hausse des températures mondiales moyennes de 1,5 à 4,5° Celsius (2,7 à 8,1° Fahrenheit). Cependant, au moins une étude récente largement lue affirme que le consensus actuel sous-estime la sensibilité planétaire, la situant entre 3,6 et 6°C de réchauffement par doublement.

Quoi qu’il en soit, compte tenu des tendances actuelles, toutes les estimations placent la planète dangereusement proche ou au-delà du réchauffement de 2° qui pourrait être atteint au cours de ce siècle, et que de nombreux scientifiques conviennent que nous devons éviter autant que possible.

À la fin des années 1700, l'air contenait environ 280 parties par million (ppm) de CO₂. Nous en sommes désormais à 420 ppm, soit une augmentation d'environ 50 % ; d'ici la fin du siècle, nous pourrions atteindre 600 ppm ou plus. En conséquence, nous nous trouvons déjà quelque part sur une courbe de réchauffement incertaine, avec une augmentation d’environ 1,2 °C (2,2 °F) depuis la fin du 19e siècle.

Quelles que soient les températures qui finiront par se manifester, la plupart des estimations du réchauffement futur tirent des informations d’études sur la façon dont les températures sont suivies par le CO.₂ niveaux dans le passé. Pour cela, les scientifiques analysent des matériaux tels que des bulles d'air piégées dans des carottes de glace, la chimie des sols anciens et des sédiments océaniques, ainsi que l'anatomie des feuilles de plantes fossiles.

Les membres du consortium n'ont pas collecté de nouvelles données ; ils se sont plutôt réunis pour trier les études publiées afin d’évaluer leur fiabilité, sur la base de l’évolution des connaissances. Ils en ont exclu certains qu'ils jugeaient obsolètes ou incomplets à la lumière de nouvelles découvertes, et en ont recalibré d'autres pour tenir compte des dernières techniques analytiques. Ensuite, ils ont calculé une nouvelle courbe de CO sur 66 millions d’années.₂ par rapport aux températures, sur la base de toutes les preuves disponibles jusqu'à présent, pour parvenir à un consensus sur ce qu'ils appellent la « sensibilité du système terrestre ». Par cette mesure, disent-ils, un doublement du CO₂ on prévoit un réchauffement de la planète de 5 à 8°C.

La grande mise en garde : la sensibilité du système terrestre décrit les changements climatiques sur des centaines de milliers d’années, et non sur les décennies et les siècles qui concernent immédiatement les humains. Les auteurs affirment que sur de longues périodes, des augmentations de température peuvent résulter de processus terrestres entrelacés qui vont au-delà de l’effet de serre immédiat créé par le CO.₂ dans l'air. Il s'agit notamment de la fonte des calottes glaciaires polaires, qui réduirait la capacité de la Terre à réfléchir l'énergie solaire ; changements dans la couverture végétale terrestre; et des changements dans les nuages ​​et les aérosols atmosphériques qui pourraient augmenter ou diminuer les températures.

“Si vous voulez que nous vous disons quelle sera la température en 2100, cela ne vous le dit pas. Mais cela a une incidence sur la politique climatique actuelle”, a déclaré la co-auteure Dana Royer, paléoclimatologue à l'Université Wesleyenne. “Cela renforce ce que nous pensions déjà savoir. Cela nous indique également qu'il existe des effets lents et en cascade qui dureront des milliers d'années.”

Hönisch a déclaré que l'étude sera utile aux modélisateurs climatiques qui tentent de prédire ce qui se passera dans les décennies à venir, car ils seront en mesure d'intégrer les nouvelles observations robustes dans leurs études et de démêler les processus qui fonctionnent sur des échelles de temps courtes et longues. Elle a noté que toutes les données du projet sont disponibles dans une base de données ouverte et seront mises à jour de manière continue.

La nouvelle étude, qui couvre l'ère dite Cénozoïque, ne révise pas radicalement la relation généralement acceptée entre le CO₂ et la température, mais il renforce la compréhension de certaines périodes et affine les mesures d'autres.

La période la plus lointaine, il y a environ 66 à 56 millions d'années, a été une énigme, car la Terre était en grande partie libre de glace, mais certaines études suggéraient que le CO₂ les concentrations étaient relativement faibles. Cela jette un doute sur la relation entre le CO₂ et la température. Cependant, une fois que le consortium a exclu les estimations qu'il jugeait les moins fiables, il a déterminé que le CO₂ était en fait assez élevé – autour de 600 à 700 parties par million, comparable à ce qui pourrait être atteint d’ici la fin de ce siècle.

Les chercheurs ont confirmé la croyance de longue date selon laquelle la période la plus chaude s'est produite il y a environ 50 millions d'années, lorsque le CO₂ a atteint jusqu'à 1 600 ppm et les températures étaient jusqu'à 12°C plus élevées qu'aujourd'hui. Mais il y a environ 34 millions d'années, le CO₂ avait suffisamment baissé pour que la calotte glaciaire antarctique actuelle commence à se développer.

Avec quelques hauts et bas, cette situation a été suivie par une nouvelle baisse des émissions de CO à long terme.₂ déclin, au cours duquel les ancêtres de nombreuses plantes et animaux modernes ont évolué. Cela suggère, disent les auteurs de l'article, que les variations du CO₂ affectent non seulement le climat, mais aussi les écosystèmes.

La nouvelle évaluation indique qu'il y a environ 16 millions d'années, c'était la dernière fois que du CO₂ était constamment plus élevé qu'aujourd'hui, à environ 480 ppm ; et il y a 14 millions d'années, elle était tombée au niveau actuel de 420 ppm, induit par l'homme. Le déclin s'est poursuivi et, il y a environ 2,5 millions d'années, le CO₂ atteint environ 270 ou 280 ppm, déclenchant une série de périodes glaciaires. C'était à ce niveau ou en dessous lorsque les humains modernes sont apparus il y a environ 400 000 ans et y ont persisté jusqu'à ce que nous commencions à perturber l'atmosphère à grande échelle il y a environ 250 ans.

“Indépendamment du degré exact de changement de température, il est clair que nous avons déjà amené la planète dans une gamme de conditions jamais vues par notre espèce”, a déclaré Gabriel Bowen, co-auteur de l'étude et professeur à l'Université de l'Utah. “Cela devrait nous amener à nous arrêter et à nous demander quelle est la bonne voie à suivre.”

Le consortium a maintenant évolué vers un projet plus vaste visant à déterminer comment le CO₂ et le climat ont évolué tout au long de l'ère phanérozoïque, depuis 540 millions d'années jusqu'à aujourd'hui.