Combien d'écolos faut-il pour changer une planète ? - Part.3/11 - Réchauffement climatique : définition, causes et conséquences

Réchauffement climatique : définition, causes et conséquences

a.      Définition et causes du réchauffement climatique

Le réchauffement climatique désigne l’élévation des températures des océans et de l’air induite par la quantité de chaleur « piégée », émise par le Soleil, à la surface de la Terre. Il ne faut pas confondre le réchauffement et le changement climatique, ce dernier étant un phénomène naturel de variation, positive ou négative, de long terme du climat terrestre provoqué par la Terre elle-même ou par une influence extérieure, typiquement les variations de l’activité solaire. Le réchauffement climatique peut donc être défini comme un changement climatique anthropique, c’est-à-dire dû à l’action de l’Homme.

Le climato-scepticisme, le courant de pensée niant la réalité du réchauffement climatique, est né plus ou moins en même temps que ce dernier. Il a pour arguments principaux le changement climatique naturel, que nous venons de voir, notamment dû au fait que des variations de l’activité solaire ont été observées durant le XX° siècle, ainsi que les épisodes de refroidissement qui ont eu lieu entre 1940 et 1970.

Source : NASA’s Goddard Institute for Space Studies, 2018.

            Cependant, ces arguments sont invalidés par la communauté scientifique, même si cette dernière reste prudente et déclare que les phénomènes sont encore mal compris. Les variations de l’activité solaire sont réelles mais leur impact dans le réchauffement climatique serait compris entre 3.75 et 18.75% selon le GIEC (7), et avec un forçage radiatif (la capacité à réchauffer l’atmosphère) relativement faible comme nous pouvons le voir sur le graphique suivant. De même, pour comprendre pourquoi la tendance est baissière entre 1940 et 1970, il faut s’intéresser aux causes du réchauffement climatique.

            Dans son quatrième rapport publié en 2007, le GIEC établi que le réchauffement climatique est majoritairement imputable à l’activité humaine avec une certitude de 90% (7).  Cette affirmation fait suite au rapport de 2001, le troisième du GIEC, qui tenait pour responsable principale du réchauffement climatique l’augmentation de la concentration dans l’atmosphère des gaz à effet de serre, aussi appelé « forçage anthropique » car ces gaz sont émis par l’activité humaine (8). L’effet de serre étant le fait que le rayonnement solaire devant être réfléchi par la Terre est en partie absorbé par des gaz contenu dans l’atmosphère ce qui cause une élévation de sa température.

Source : GIEC, AR4 ,2007.

            Premier de ces gaz, à la surprise générale, se place la vapeur d’eau. Et oui, la vapeur d’eau est le gaz à effet de serre le plus présent puisqu’il représente 3% du volume de l’atmosphère. Cependant, sa concentration n’a pas évolué entre l’ère préindustrielle et aujourd’hui, et sa durée de vie est d’environ 1 à 2 semaines (7). Il ne peut donc pas être impliqué dans l’élévation anormale des températures actuelles, même si le réchauffement climatique pourrait augmenter cette concentration en augmentant la température et donc l’évaporation des océans ce qui pourrait conduire à une rétroaction positive sur les températures globales (9), point que nous aborderons plus en détails dans la prochaine partie concernant les conséquences du réchauffement climatique.

Second en concentration et cause majeure du réchauffement climatique, le dioxyde de carbone, CO2. Ce gaz est celui que nous rejetons le plus et possède une durée de vie d’environ une centaine d’année (7). Cette grande quantité d’émission vient du fait que le dioxyde de carbone est un déchet de la combustion d’énergies fossiles (Pétrole, charbon et gaz) mais aussi de la dégradation des organismes vivants, car carbonés. Le graphique suivant montre que la quantité des émissions du seul CO2 a augmenté massivement à partir de la fin des années 1940 dû à la combustion d’énergies fossiles et avant cela à la déforestation, consistant à brûler ou abattre et laisser se dégrader des arbres, cette opération émettant du CO2 (7). La comptabilisation du CO2 de la déforestation étant regroupé sous l’appellation UCTF en français, désignant plus précisément l’utilisation et le changement d’utilisation des terres, elle peut donc être positive, la déforestation, ou négative, en absorbant du CO2 comme dans le cas de la reforestation ou de certaines formes d’agriculture dites « biologiques » (10).

 

Source : Jean-Marc Jancovici.

Nous trouvons ensuite le méthane, CH4, 200 fois moins concentré dans l’atmosphère et n’ayant une durée de vie que de 12 ans, mais malheureusement ayant un potentiel réchauffant entre 21 et 34 fois supérieur au CO2 (7). Il est majoritairement issu de la digestion des ruminants, des rizières, des décharges publiques et des feux de forêts. Il est également présent à l’état naturel dans les sols sous forme de gaz naturel, sa combustion rejetant d’ailleurs du CO2, et sur le plancher océanique, de nombreux évènements relatant la libération soudaine de méthane enfoui au fond d’un lac après un tremblement de terre ou une éruption volcanique. Un point inquiétant pour les scientifiques est qu’une grande quantité de méthane serait contenu dans le pergélisol sibérien et pourrait être libéré à la suite du dégel de ce dernier, processus ayant déjà commencer, ce qui pourrait entrainer une rétroaction positive (11).

Vient alors le protoxyde d’azote, N2O, 5 fois moins concentré que le méthane dans l’atmosphère mais ayant une durée de vie de plus de 100 ans et un potentiel réchauffant près de 300 fois supérieur au CO2 (7). Il provient majoritairement de l’agriculture industrialisée, c’est-à-dire des engrais azotés et du lisier épandue sur les cultures, mais aussi des véhicules à pot catalytique et de certains procédés industriels. En plus d’être un puissant gaz à effet de serre, il est aussi responsable de la destruction de la couche d’ozone (12). La couche d’ozone étant une couche de trioxygène (ozone) situé dans la haute stratosphère et ayant la particularité de réfléchir les rayons UV provenant du Soleil, n’en laissant passer que 50%. La diminution de l’épaisseur de la couche d’ozone, même si cette diminution est inégalement répartie, a pour effet de laisser passer plus de rayon UV et donc de contribuer au réchauffement climatique (13)(14).

Toujours dans les gaz qui augmentent l’effet de serre et ont un impact sur la couche d’ozone, nous retrouvons les hydrocarbures halogénés comme le HCFC, le CFC, le HFC, le CF4 et le SF6. Ils sont entre mille et cent mille fois moins concentrés dans l’atmosphère que le protoxyde d’azote, ont une durée de vie allant de 10 ans pour certains à 50 mille ans pour d’autres, et ont un potentiel réchauffant entre 2.000 et 22.000 fois supérieur au CO2 (7). Ces gaz sont aussi hautement toxiques pour les êtres vivants et le Protocole de Montréal signé en 1987 proposait une diminution de 50% des émissions de CFC en une décennie. En 2007, 190 pays (puis 196 en 2009) décident l’arrêt totale de la production de CFC pour 2010 et de HCFC d’ici 2020 pour les pays industrialisés et 2030 pour les pays en voie de développement. En 2014, un rapport de l’Union Météorologique Mondiale et du PNUE constate une stabilisation voire même une résorption du trou de la couche d’ozone (15) dans certaines zones dû à la fois à la diminution de leur émission, mais aussi, ironiquement, du fait du réchauffement climatique qui provoque un refroidissement de la stratosphère, ralentissant les réactions chimiques détruisant la couche d’ozone (14).

Enfin, abordons le sujet des aérosols, responsables du refroidissement ponctuel entre 1940 et 1970. En effet, les aérosols sont des particules fines principalement soufrées, comme de la poussière ou des goulettes, résultants de la combustion d’énergies fossiles, de bois, l’extraction minière, le trafic routier et certains procédés chimiques et physiques. Les aérosols peuvent réfléchir ou absorber la lumière en fonction de leur couleur, mais vont surtout faciliter la condensation et donc la création de nuages, qui sont à double tranchant puisqu’ils augmentent l’effet de serre, comme vu précédemment, mais vont également réfléchir les rayons du soleil, ce qui a un effet refroidissant (14). En observant les émissions de soufre sur le XX° siècle, on constate que l’envolée des émissions de soufre correspond à la période de refroidissement constatée, avec une descente plus brutale à partir de 1990, soit à la même période que la signature du Protocole de Montréal visant les hydrocarbures halogénés, proches des aérosols sulfurés. La date de début de la diminution des émissions de souffre correspond également à celle de l’augmentation de la température globale, preuve supplémentaire d’une corrélation car les émissions de CO2 n’ont pas eu une croissance plus importante après 1970 qu’entre 1940 et 1970.

Source : Pacific Northwest National Laboratory, Historical Sulfur Dioxide Emissions 1850-2000, 2004.

Autre que les gaz, une cause vient s’ajouter à l’équation du réchauffement climatique, et il s’agit de l’albédo. L’albédo est la capacité réfléchissante d’une surface et ce phénomène est à double tranchant car il dépend de la localisation et de l’intensité de l’effet de serre. L’albédo est augmenté par la déforestation et la désertification (l’avancé des déserts) et diminué par la fonte des banquises, glaciers et neiges. Diminuer l’albédo signifie absorber plus d’énergie, de chaleur, ce qui n’est pas forcement une bonne idée sauf si l’on possède un moyen de convertir cette énergie, comme des forêts. A l’inverse, augmenté l’albédo signifie réfléchir plus d’énergie, ce qui est une bonne chose sauf lorsque l’on a déjà un important effet de serre, dans lequel cas la chaleur sera juste renvoyée dans l’atmosphère et bloqué par les gaz, augmentant le réchauffement climatique. Or, c’est aujourd’hui la conjonction des deux mauvaises conditions que nous avons puisque nous détruisons nos forêts, qui pourraient absorber cette énergie, afin de faire des champs cultivables réfléchissant plus la lumière, que les déserts s’étendent de plus en plus, et que la banquise fond, alors que, faute de pouvoir planter des arbres aux pôles, réfléchir la lumière serait bien utile (16).

b.     Guerre, Maladie, Famine : les conséquences probables

Maintenant que nous avons vu les causes du réchauffement climatique, intéressons-nous à ses conséquences probables. Et oui, on ne peut dire que probables puisque le réchauffement climatique, ou de façon plus général le climat, est un système chaotique avec des évolutions non-linéaires. Bien que la situation actuelle ait été correctement analysée, nous avons les bonnes conditions initiales, les conséquences peuvent être très variables, du fait de la non-linéarité du système.

Nous nous pencherons ici sur les conséquences environnementales et humaines, c’est-à-dire les conséquences directes de premier plan et les conséquences indirectes dépendantes des réactions des populations et gouvernements.

Toutes les informations proviennent des sources suivantes : (7)(8)(16)(17)(18), que nous ne préciserons pas à chaque fois par soucis de lisibilité. Toute autre source intervenante sera, elle, notifiée.

Pour commencer simplement, le réchauffement climatique va faire fondre beaucoup de structures sur la planète. Tout d’abord, les banquises et inlandsis, les premières composées d’eau salée et se formant sur l’eau et les seconds composés d’eau douce et se formant sur les terres. La banquise Arctique a vu sa surface diminuer de 8% par décennie depuis 1980, avec une accélération depuis 2010 et des pics annuels à 25% de surface en moins comparé à la moyenne 1980-2010 comme en 2016 et 2017. L’inlandsis Arctique, comprenant les inlandsis de l’Alaska, du Canada, du Groënland et de la Sibérie, fond chaque année autant ou plus que la moyenne de 1980 à 2010. L’épaisseur des banquises et inlandsis arctiques décline également mais le meilleur instrument de mesure, le satellite CryoSat-2, n’étant en fonctionnement que depuis 2010, les données restent encore peut exploitables et ne pouvant faire l’objet de conjonctures autres que le fait que les banquises et inlandsis fondent. De l’autre côté du globe, l’Antarctique est un inlandsis, entouré d’une surface équivalente de banquise qui fond durant l’été avant de se reformer l’hiver. L’Antarctique est moins touché par le réchauffement que l’Arctique puisqu’il est moins exposé au rayonnement solaire, avec une augmentation de sa température de 0.5°C depuis 50 ans contre 2.6°C pour l’Arctique, ce qui ne l’empêche pas d’être également engagé dans un processus de réchauffement et donc de fonte de l’inlandsis.

L’Antarctique est moins exposé au Soleil et voit également passer moins de transfert de masses d’air que l’Arctique, autre raison de son réchauffement moins rapide. La circulation de l’air en Arctique est également modifiée et provoque les hivers plus rudes observés en Europe et en Amérique du Nord. Autre particularité de l’Arctique, les terres les plus au Nord sont gelées en permanence, ce qu’on appelle le pergélisol. Or, ce pergélisol a également commencé à dégeler. Ce phénomène est à double tranchant puisque ce sol gelé contient d’importantes quantités de méthane qui seront rejetées dans l’atmosphère, aggravant le réchauffement climatique, dû à la décomposition, parfois imparfaite, de matière organique, ce qui pourrait également conduire à la réapparition de maladies oubliés, pas forcément très ancienne, comme la variole. Entre un tiers et la moitié du pergélisol de l’Alaska est à 1°C du dégel et celui de la Sibérie a entamé le sien. D’un autre côté, les régions plus au Nord devraient devenir plus habitables et cultivables que les régions près de l’équateur sur le long terme en cas de réchauffement climatique, point que nous développerons plus loin, et l’on observerait alors une migration des populations humaines vers le Nord.

Enfin, les glaciers sont également en train de fondre partout sur Terre, des Andes à l’Himalaya en passant par les Alpes. La fonte des glaciers provoque des crus des fleuves et donc des inondations puisque le sol ne peut pas absorber une telle quantité d’eau. Ces inondations vont être un énorme problème pour l’Homme de façon direct puisqu’elles causent directement des morts et des dégâts matériels importants mais aussi parce que cette eau est de l’eau potable et que les crus rendent impossible son utilisation, car saturant les canaux, et charriant beaucoup de déchets. Si les glaciers se reforment moins l’hiver cela signifie également moins d’eau douce en quantité l’été lors de leur fonte, et une fonte trop brutale pour être exploitée ou même canalisée. De plus, les inondations vont ravager les cultures ce qui va provoquer des difficultés d’approvisionnement en nourriture. Certaines régions comme l’Asie du Sud-Est, de l’Est ou le Sahel seront dans ce qu’on appelle un « Stress Hydrique », c’est-à-dire n’étant plus autosuffisant en eau.

Également, la fonte des inlandsis et des banquises représente un grave danger à cause de la montée du niveau des océans, sans oublier que les inlandsis sont les plus grandes réserves d’eau douce au monde et que cette eau sera déversée dans l’eau de mer salée, la rendant non potable et déstabilisant le PH des océans, mettant la vie marine en danger. De plus, la pollution agie directement sur les océans en les acidifiant. Le pire des scénarios serait la fonte totale des inlandsis, banquises et glaciers qui feraient monter le niveau des océans de plusieurs dizaines de mètres, submergeant des îles et les littoraux du monde entier. De plus, les pôles libérés du poids de la glace s’élèveraient, comme si l’on enlevait une pierre posée sur un ballon, provoquant séismes, éruptions volcaniques, alourdissement des océans, modification de la forme du globe tout entier. Point inquiétant, l’activité sismique et volcanique est en hausse partout sur Terre et plus intense en se rapprochant des pôles, surtout le pôle Nord comme en Islande où l’activité volcanique est devenue 30 fois plus intense que la normale. Les courants marins se verraient également touchés, l’eau de surface étant réchauffée, elle ne pourrait plus plonger plus en profondeur avec les courants ce qui amplifierait le réchauffement en ralentissant les transferts et donc l’homogénéisation de l’absorption de l’énergie.

Le cycle de l’eau finirait d’être mis à mal avec l’évaporation plus intense des océans et donc des pluies plus fréquentes et plus abondantes en hiver, une sorte d’expansion du phénomène de mousson à d’autres régions du globe et une intensification dans les zones où il est déjà présent, couplée à des épisodes climatiques violents (cyclones, tempêtes, ouragans, etc…) plus fréquents et plus violents.

Tout comme les populations humaines, la faune et la flore seront grandement impactées. La pollution, l’urbanisation et la déforestation ont déjà mis à mal les écosystèmes soit en les détruisant soit en les « empoissonnant ». Les populations d’insectes, de rongeurs et d’oiseaux qui ne se sont pas adaptées à l’urbanisation, comme les rats et les pigeons, sont en chute libre et des cris d’alarmes sont régulièrement poussés par la communauté scientifique. Le cas des abeilles est particulièrement inquiétant aux vues de leur rôle dans la pollinisation. L’agriculture mécanisée utilisant des pesticides a entamé la fertilité des sols et les rendements de blé et de maïs semblent déjà être arrivés à un plateau. L’augmentation des rendements des sols passera donc soit par l’artificialisation accrues, comme les OGM ou les engrais chimiques, soit par la reconstruction des sols par une agriculture biologique, nécessitant une phase de transition, de « nettoyage ». Les aires de répartitions de la faune et de la flore sont et vont être amenées à changer, se déplaçant vers les pôles et vers les altitudes plus basses ou plus hautes en fonctions des espèces. La rapidité de l’évolution du climat va déterminer la capacité des espèces à s’adapter, les scénarios étant néanmoins très pessimistes puisque le réchauffement semble s’accélérer et les écosystèmes se détériorent trop vite pour une adaptation, ce qui semble nous diriger, selon le GIEC, vers une extinction de 40 à 70% espèces à partir de 3.5°C de réchauffement moyen. Le réchauffement aura également comme conséquence d’augmenter le nombre de feux de forêt, provoquant un relâchement encore plus important de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. La vie marine semble plus impactée encore, par l’acidification et les autres phénomènes mentionnés précédemment, mais aussi par la surpêche, la parité entre pêche et pisciculture n’ayant été atteinte qu’en 2009 et la consommation mondiale ne cessant de croitre. De plus, les récifs coraliens sont en grand danger et l’on estime que 60% auront disparu d’ici 2030.

Enfin, le problème avec le réchauffement climatique est sa capacité à s’emballé de façon incontrôlable et irréversible. L’Académie Nationale des Sciences américaine a publié un article détaillant les boucles de rétroactions climatiques qui peuvent s’enclencher en fonction du niveau de réchauffement (19). On comptabilise 15 boucles dont 5 sont pratiquement déjà enclenchées puisque nous allons dépasser la barre des 1°C d’ici quelques années. Comme nous l’avons vu avec la systémique, un système interconnecté a tendance à résister aux changements jusqu’à un point de bascule, l’effet de seuil et le fameux « Overshoot ». Les systèmes ont également tendance à tendre vers des états stables et donc à passer de l’un à l’autre rapidement.

Cette étude montre que c’est ce qui pourrait se passer avec le climat, avec pour inconnu la température finale, et donc le climat, qui définirait l’état stable que les chercheurs ont baptisé « HotHouse Earth ».

Pour résumer, dans un scénario sans aucune action faite pour lutter contre le changement climatique, nous observerons à court terme, d’ici à 2050, la mise en marche des boucles de rétroactions avec une augmentation des écarts climatiques entre les saisons, des phénomènes climatiques violents et des feux de forêt ainsi qu’une modification des dates de récoltes, des quantités de récoltes, certaines années pouvant être exceptionnelles et d’autres désastreuses. Nous verrions également une chute de la biodiversité terrestre et surtout marine, mais également le début de la montée des eaux dû à la fonte des banquises, inlandsis et glaciers. Tous ces phénomènes sont déjà observés.

A moyen terme, entre 2050 et 2100, nous verrions une augmentation de tous les phénomènes déjà cité sauf les écarts de températures qui laisseraient place à une augmentation générale des températures tout au long de l’année. Les régions situées près de l’équateur verraient arriver des sécheresses rendant l’agriculture et l’approvisionnement en eau dans ces zones très difficiles. De grands mouvements de populations vers les pôles apparaitraient partout sur le globe, augmentant la concentration et donc la compétition pour les ressources dans les zones habitables. La barre des 3°C pourrait être franchie en 2100 et des nouvelles boucles de rétroactions se mettraient en route.

A long terme, après 2100, la déstabilisation de la société humaine serait telle que nous ne rejetterions probablement plus de gaz à effet de serre mais le réchauffement continuerait d’accélérer, faisant entrer la Terre dans une nouvelle ère géochimique dont nous ne pouvons prévoir les caractéristiques. Un grand nombre d’espèces auront probablement disparu ou vu leurs populations s’effondrer et la population humaine ne fera probablement pas exception, confrontée aux trois grandes causes de mortalité : la guerre, les maladies et la famine.

L’humanité va donc voir son environnement grandement changer à court, moyen et long terme avec ou sans politique de lutte contre le réchauffement climatique. Ce changement de l’environnement va avoir des conséquences sur nos modes de vie. La raréfaction de la nourriture, qu’elle vienne de la mer ou des sols, et de l’eau potable combinée à des évènements climatiques plus violents et plus fréquents va mettre tous les état-nations en tension. Le président d’AXA déclarait le 22 Mai 2015 : « Nous n'avons pas le choix : un monde à +2°C pourrait encore être assurable, un monde à +4°C ne le serait certainement plus. ». Et oui, le changement climatique est d’abord un basculement forcé dans l’incertitude constante.

Dans un climat pareil, le plus à craindre est l’augmentation des conflits entre les populations et entre les états pour la répartition, la gestion et l’appropriation des ressources. La sphère privée cesserait tout bonnement d’exister et beaucoup de gouvernements pourraient s’effondrer devant l’incapacité à maintenir la cohésion sociale et l’approvisionnement en ressources. Dans de tels cas, les services publics et privées comme la gestion de l’eau, des déchets, de la monnaie, la distribution alimentaire, les hôpitaux ou la police ne seraient plus assurés. L’épisode de sécheresse survenue en Syrie entre 2006 et 2011, imputée au réchauffement climatique, a forcément joué un rôle dans le soulèvement de la population contre le régime de Bachar el-Assad. John Kerry dans un discours prononcé au Sénat américain en 2012 évoquait la situation préoccupante en Inde, combinant sols dégradés, fonte des neiges de l’Himalaya et rapports conflictuels avec le Pakistan, en faisant une zone particulièrement sensible.

            La lutte contre le réchauffement climatique elle aussi implique une grande déstabilisation puisqu’elle nécessite de réduire notre consommation générale et de mettre fin à l’exploitation des énergies fossiles, énergies abondantes et peu coûteuses. Afin de lutter contre le changement climatique, les recommandations de la communauté scientifique sont relativement simples. Il faut arriver à atteindre le niveau zéro d’émissions de CO2 pour 2050 et reconstruire des « puits de carbone », des systèmes absorbant du carbone comme les forêts par exemple.  

Source :

(7)    Quatrième rapport, GIEC, 2007.

(8)   Troisième rapport, GIEC, 2001.

(9)   Marvel, (2018). Les nuages, amplificateurs du réchauffement, Pour La Science, n° 484.

(10)   Jancovici.com

(11)   Smith, MacDonald, Velichko et al., (2004). Siberian Peatlands a Net Carbon Sink and Global Methane Source Since the Early Holocene, Science, vol. 303.

(12)   Crutzen, (1970), The influence of nitrogen oxides on the atmospheric ozone content, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society.

(13)   The Impacts of Ozone Depletion, www.bcairquality.ca

(14)   Seok-Woo Son, (2009). Ozone hole and Southern Hemisphere climate change, Geophysical Research Letters.

(15)   « La couche d’ozone en bonne voie de guérison », Le Monde, 10 Septembre 2014.

(16) Blunden, Arndt & Hartfield, (2018). State of the Climate in 2017, Bull. Amer. Meteor. Soc.

(17)  Cinquième Rapport, GIEC, 2014.

(18) Résumé à l’attention des décideurs, GIEC, 2018.

(19)Barnosky et al. (2018). Trajectories of the Earth System in the Anthropocene, National Academy of Sciences.