POP’SCIENCES MAG N°4, MAI 2019
De la toundra sibérienne à la calotte de glace de l’Antarctique, des scientifiques étudient les archives climatiques de notre planète. Ils poursuivent un même objectif : identifier les conséquences à venir du changement climatique en cours sur les écosystèmes et les sociétés humaines pour mieux s’y préparer.
Le réchauffement planétaire actuel est indéniable, singulier et inquiétant par sa soudaineté et son intensité. Des chercheurs remontent désormais plusieurs millions d’années en arrière pour retrouver des conditions atmosphériques similaires et prévenir de la meilleure conduite à adopter afin de s’en sortir sans trop de dommages. L’acceptation de ce phénomène global par la majorité de la population doit beaucoup au travail des climatologues qui étudient sans relâche l’évolution actuelle du climat.
« Alors qu’en l’espace de 150 ans, la température moyenne à la surface de la Terre a déjà augmenté de près de 1°C. Le réchauffement se poursuit à un rythme de plus en plus soutenu, la hausse des températures atteignant désormais 0,2°C par décennie« , souligne Valérie Masson-Delmotte, paléoclimatologue au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et co-présidente du groupe de travail du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec) chargé d’étudier les bases physiques du climat. Inédit de par sa rapidité, cet épisode de réchauffement l’est aussi par sa cause : l’injection massive dans l’atmosphère de gaz à effet de serre résultant des activités humaines tel que le dioxyde de carbone (CO2). Pour prendre la mesure des perturbations que risque d’engendrer un tel phénomène, l’étude des climats anciens se révèle nécessaire.
Il faut en effet remonter jusqu’au Pliocène, il y a 3 millions d’années, pour retrouver une concentration atmosphérique en CO2 comprise entre 400 et 500 ppm¹ comparable à celle que l’on observe aujourd’hui. Et si l’on veut établir un parallèle avec les projections les plus pessimistes du Giec à l’horizon 2100, il convient cette fois-ci d’effectuer un bond de 56 millions d’années dans le passé. À cette époque, que les géologues qualifient de maximum thermique du Paléocène-Eocène (PETM), la concentration de CO2 atmosphérique dépassait
vraisemblablement les 1 600 ppm.
Un parallèle entre climat passé et actuel
Reconstituer les climats passés de notre planète, c’est le travail qu’effectue Guillaume Suan, enseignant-chercheur en géologie au Laboratoire de géologie de Lyon – Terre, planètes et environnement (LGL-TPE)². Quel est l’intérêt de connaître le temps qu’il faisait il y a plusieurs millions d’années ? « Les archives associées à ces périodes géologiques chaudes jouent un rôle clé en matière de modélisation climatique. Elles fournissent des contraintes quantitatives qui vont permettre de tester la fiabilité des simulations à de très fortes teneurs atmosphériques en CO2. »
Les informations sur ces lointaines phases de réchauffement sont issues de carottages sédimentaires profonds réalisés dans le nord-ouest de l’océan Pacifique ou bien sur les couches géologiques affleurantes situées sur l’archipel de Nouvelle-Sibérie, dans l’océan Arctique. Grâce à l’étude des fossiles de micro-organismes et des grains de pollen emprisonnés dans ces roches, couplée à l’analyse des compositions isotopiques de l’oxygène et du carbone, les chercheurs du LGL-TPE parviennent à reconstituer l’environnement naturel de l’époque. Ces travaux fournissent également de précieux indices sur la façon dont le climat actuel pourrait évoluer en réponse à une forte augmentation de la concentration atmosphérique en CO2.
Comme le fait d’ailleurs remarquer Guillaume Suan : « Durant la phase du PETM, au cours de laquelle la température à la surface de la Terre a augmenté d’environ 5°C en l’espace de quelques milliers d’années, ce qui est extrêmement rapide à l’échelle des temps géologiques, nous avons pu constater que les régions les plus humides du globe recevaient des pluies encore plus abondantes tandis que les plus sèches devenaient encore plus arides. » Cet effet amplificateur est bien celui que prédisent les modèles de simulation climatique au cours des prochaines décennies si rien n’est fait pour réduire rapidement nos rejets de gaz à effet de serre.
La civilisation à l’épreuve du réchauffement
L’analyse des bulles d’air emprisonnées dans les glaces du continent Antarctique montre que le réchauffement actuel n’a pas eu d’équivalent (en ampleur et en rapidité) durant les derniers 800 000 ans.Toujours est-il qu’au cours de son histoire, l’humanité a été confrontée à plusieurs reprises à des périodes inhabituellement chaudes. Face à ces perturbations climatiques, les sociétés humaines ont longtemps pu miser sur l’adaptation en se réorganisant dans l’espace et sur le plan économique.
« Depuis les débuts du Néolithique, il y a environ 10 000 ans, les phases de changement climatique rapide associées à des épisodes de stress thermique se sont succédé à intervalles réguliers à l’image de l’optimum climatique romain situé entre 250 av. J.-C. et 400 ap. J.-C.« , confirme Jean-François Berger, géo-archéologue au sein du laboratoire Environnement, ville, société (EVS)³ où il étudie notamment les impacts des changements climatiques sur les civilisations anciennes. L’Empire romain qui est alors au faîte de sa puissance, compte de nombreuses cités érigées à mesure de son expansion le long des grands axes fluviaux. Mais à la suite de pénuries d’eau prolongées, la plupart de ces centres urbains sont en déclin à la fin de l’optimum climatique romain. « Leurs quartiers périphériques vont peu à peu laisser la place à des jardins, ce qui atteste d’une réduction significative du nombre de citadins, précise Jean-François Berger.
Dans les campagnes, on assiste à une reconquête de la forêt consécutive à un fort abandon de l’activité agricole traduisant une diminution générale de la population. » Un autre exemple significatif de la réorganisation sociale et économique d’une société suite à un stress climatique est celui de la sécheresse exceptionnelle qui affecta le sud de la France au début du Néolithique. Elle conduisit les populations d’agriculteurs à opter pour deux stratégies différentes : rejoindre les montagnes pour développer l’élevage à proximité de points d’eau pérennes ou gagner les côtes pour pratiquer la pêche en mer. Migrer pour espérer échapper au changement climatique est aujourd’hui une réalité prégnante et – à rebours du Néolitique très peu peuplé – elle concerne désormais des centaines de millions de personnes. Il s’agit dès lors d’une fatidique conséquence plus que d’une solution, dans un monde globalisé et surpeuplé.
Une adaptation devenue inévitable
Faute de temps ou de volonté politique pour initier de nouveaux modèles socioéconomiques à même de relever ce défi, d’aucuns envisagent de recourir à des méthodes « correctives » dites de géo-ingénierie dans l’espoir de contrecarrer au plus vite les effets du réchauffement climatique. Alors que le développement à grande échelle de telles solutions n’est pas sans présenter certains risques, elles pourraient bien devenir incontournables si nos émissions de gaz à effet de serre ne diminuent pas plus rapidement. « Pour espérer contenir le réchauffement climatique au-dessous de 1,5°C, nous devons réduire nos rejets de CO2 de moitié d’ici 2030 tout en atteignant la neutralité carbone à l’horizon 2050, c’est-à-dire faire en sorte d’injecter moins de CO2 dans l’atmosphère que nous sommes capables d’en enlever, rappelle Valérie Masson-Delmotte. Or, en prenant en compte toutes les promesses d’action des États qui ont participé à la Conférence de Paris de 2015 sur les changements climatiques et sous réserve qu’elles soient toutes appliquées, nous devons plutôt nous attendre à un réchauffement de 3°C d’ici la fin du siècle. »
Bien que l’heure ne soit donc pas à l’optimisme, l’élaboration de stratégies visant à s’adapter au changement climatique est toutefois en train de monter en puissance. Pour passer à la vitesse supérieure, il convient désormais de coordonner ces initiatives avec les stratégies de transition énergétiques et agricoles, d’éradication de la pauvreté ou de développement de l’économie circulaire. « Il est fondamental de penser toutes ces approches en système et non plus en silo comme on le fait aujourd’hui pour déployer des trajectoires de développement résilientes à l’égard du changement climatique », conclut Valérie Masson-Delmotte.
Notes :
- PPM signifie « partie par million ». En climatologie, cette unité de mesure sert à indiquer le nombre de molécules de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone (CO2), méthane (CH4), protoxyde d’azote (N2O)…) parmi un million de molécules d’air.
- ENS de Lyon, CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1.
- CNRS, Université Lyon 3, Université Lyon 2, Université J. Monnet Saint-Étienne, Mines Saint-Étienne, INSA Lyon, ENS de Lyon, ENTPE, ENSAL
Photo 1 : © Visée.A
Photo 2 : Ce paysage lunaire est celui de l’île russe de Nouvelle-Sibérie, dans l’océan Arctique. Il y a 90 millions d’années, elle était occupée par de vastes zones marécageuses couvertes de forêts. Les prélèvements effectués par Guillaume Suan et son équipe devraient aider à comprendre comment un tel écosystème a pu s’installer sous ces hautes latitudes. © LGL-TPE / Guillaume Suan
Photo 3 : Observation au microscope électronique d’un échantillon de sédiments marins constitué de nanofossiles calcaires. Ceux-ci résultent de l’activité du phytoplancton qui vivait à la surface des océans durant le Maximum Thermique du Paléocène-Éocène. © LGL-TPE
Photo 4 : Prélèvement d’un fragment de coquille de gastéropode. Une fois l’échantillon réduit en poudre, diverses analyses chimiques pourront ensuite être pratiquées. Elles serviront notamment à estimer la concentration de CO2 atmosphérique dans l’environnement de l’organisme en question. © Visée.A