Comment la Terre reste chaude

L'effet de serre

L'effet de serre n'est pas une mauvaise chose. Sans cela, la température moyenne de la Terre serait d'environ -18°C (0°F) : trop froide pour l'eau liquide ou la vie telle que nous la connaissons.

Voici comment cela marche :

1. Le Soleil envoie de l'énergie sur la Terre sous forme de lumière visible.

2. La surface de la Terre absorbe cette lumière et la réémise sous forme de radiation infrarouge (chaleur).

3. Certains gaz dans l'atmosphère : dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH₄), vapeur d'eau (H₂O) et protoxyde d'azote (N₂O) : absorbent cette radiation infrarouge au lieu de la laisser s'échapper dans l'espace.

4. Ces gaz réémettent la chaleur dans toutes les directions, y compris vers la surface de la Terre.

C'est cela qui maintient notre planète à une température moyenne de environ 15°C (59°F).

La préoccupation n'est pas l'effet de serre lui-même : c'est que nous renforçons l'effet de serre en ajoutant plus de ces gaz dans l'atmosphère.

Ce que les Preuves Montrent

La Preuve du Changement Climatique

La science du climat repose sur de multiples lignes d'évidence indépendantes. Voici les principales :

Carottes de glace : Les scientifiques forment des puits profonds dans les calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland, extrayant des cylindres d'ice contenant de petites bulles d'atmosphère ancienne. Ces bulles nous permettent de mesurer le CO₂ et la température remontant à 800 000 ans. Les données montrent que le CO₂ et la température ont toujours bougé ensemble : et que les niveaux actuels de CO₂ sont bien plus élevés que rien dans ce dossier de 800 000 ans.

La courbe de Keeling : En 1958, Charles David Keeling a commencé à mesurer le CO₂ atmosphérique à l'observatoire de Mauna Loa à Hawaï. Ses mesures montrent une tendance ascendante ininterrompue de 315 ppm à plus de 420 ppm aujourd'hui, avec un motif en dents de scie distinctif causé par la croissance saisonnière des plantes.

Enregistrements de température : Les thermomètres enregistrent une tendance de réchauffement depuis 1850, surtout depuis 1980. Les dix années les plus chaudes enregistrées ont toutes eu lieu depuis 2010.

Hauteur des mers : La hauteur des mers a augmenté de 20 cm (8 pouces) depuis 1900 et la vitesse s'accélère. Cela provient de deux sources : l'expansion thermique (l'eau chaude prend plus d'espace) et la fonte des glaces.

Retrait des glaciers : Les glaciers du monde entier se rétrécissent. Le parc national des glaciers de Montana en avait 150 en 1850 ; aujourd'hui, il ne reste que moins de 25.

Acidification des océans : L'océan absorbe environ 30% du CO₂ que nous émettons. Cela forme de l'acide carbonique, rendant l'eau plus acide : une augmentation de 26% de l'acidité depuis les temps préindustriels. Cela met en danger les récifs coralliens et les mollusques.

Le Carbone que Nous Avons Libéré

Comment les Humains Ont Modifié l'Atmosphère

Pendant des millions d'années, le carbone était verrouillé sous terre sous forme de charbon, de pétrole et de gaz naturel : les restes d'organismes marins et de plantes anciens enterrés et comprimés sur des temps géologiques.

Au début de la Révolution industrielle autour de 1760, nous avons commencé à creuser ces combustibles fossiles et à les brûler pour obtenir de l'énergie. La combustion des combustibles à base de carbone combine le carbone avec l'oxygène, libérant du CO₂ dans l'atmosphère.

Les chiffres :

- CO₂ avant l'industrie : environ 280 ppm

- CO₂ actuel : plus de 420 ppm : une augmentation de 50%

- Les êtres humains émettent environ 36 milliards de tonnes de CO₂ par an

Les autres principales sources de gaz à effet de serre :

- Déforestation : Les arbres absorbent le CO₂. La coupe d'arbres enlève un réservoir de carbone ET libère du carbone stocké.

- Agriculture : Les rizières et le bétail produisent du méthane. Les engrais libèrent l'oxyde nitreux. L'agriculture représente environ 10% des émissions mondiales.

- Production de ciment : La fabrication de ciment libère du CO₂ de la calcaire. Il représente environ 8% des émissions mondiales.

Le cycle naturel du carbone déplace le carbone entre l'atmosphère, les océans, le sol et les êtres vivants. Mais nous avons perturbé ce cycle en ajoutant du carbone qui était en sécurité sous terre pendant des millions d'années.

Ce qui se passe ensuite

Conséquences d'un monde en train de chauffer

Le changement climatique ne concerne pas seulement des températures plus élevées. Il déclenche une cascade d'effets interconnectés :

Hausses de niveau des mers : l'expansion thermique de l'eau, ainsi que la fonte des glaces pourrait augmenter les niveaux des mers de 0,3 à 1 mètre d'ici 2100. Des centaines de millions de personnes vivent dans des zones côtières qui seraient affectées.

Météo extrême : une atmosphère plus chaude contient plus d'humidité, ce qui entraîne des pluies plus intenses et des inondations. Les tempêtes cycloniques sont plus fortes à cause des températures plus élevées de l'océan. Les sécheresses s'intensifient dans les régions déjà arides.

Désordre des écosystèmes : les espèces doivent migrer, s'adapter ou faire face à l'extinction. Les récifs coralliens blanchissent et meurent dans l'eau plus chaude et acide. Les saisons de croissance changent, affectant l'agriculture.

Boucles de rétroaction

Certains conséquences de la chaleur entraînent plus de chaleur : ce sont appelées boucles de rétroaction positives (positive ici signifie auto-renforce, pas bon) :

- Fonte de la permafrost : la permafrost de l'Arctique contient de vastes quantités de méthane et de CO₂ provenant de la matière organique ancienne. À mesure que l'Arctique se réchauffe, cette permafrost fond et libère ces gaz, qui provoquent plus de réchauffement, qui font fondre plus de permafrost.

- Boucle de rétroaction glace-albedo : une glace blanche réfléchit la lumière. Lorsque la glace fond, elle expose des océans ou des terres sombres, qui absorbent plus de chaleur, ce qui fait fondre plus de glace.

- Retour d'eau vapeur : une atmosphère plus chaude contient plus d'eau vapeur, qui est elle-même un gaz à effet de serre, piégeant plus de chaleur.

Ce que nous pouvons faire

Approches pour Lutter Contre le Changement Climatique

Il y a un fort consensus scientifique selon lequel le changement climatique est réel, causé par les humains et sérieux. Mais il existe un débat authentique et légitime sur les meilleures façons de répondre. Voici les principales catégories:

Atténuation : réduction des émissions :

- Énergie renouvelable (solaire, éolien, hydroélectrique, géothermique)

- Énergie nucléaire (zéro carbone, mais soulève des préoccupations concernant les déchets et la sécurité)

- Électrification des transports

- Amélioration de l'efficacité énergétique

- Réduction de la déforestation

Adaptation : préparation aux changements déjà en cours :

- Construction de digues et de défenses contre les inondations

- Développement de cultures résistantes à la sécheresse

- Relocalisation des communautés vulnérables

- Amélioration des systèmes d'avertissement précoce pour les conditions météorologiques extrêmes

Retraitement du carbone : remettre le CO₂ dans l'atmosphère :

- Reforestation et séquestration de carbone dans les sols

- Captage direct de l'air (coûteux et énergivore actuellement)

- Altération accrue de la minéralogie

Approches politiques :

- Taxes carbone ou systèmes de couverture et de commerce

- Accords internationaux (Accord de Paris)

- Réglementations sur les émissions

- Subventions pour l'énergie propre

Le débat individuel contre systémique :

Certains arguent que les choix individuels (conduire moins, manger moins de viande, réduire les déchets) comptent le plus. D'autres affirment que le changement systémique : politique, infrastructure, technologie : est la seule chose qui peut fonctionner à grande échelle. La plupart des experts disent que les deux sont nécessaires.

Que vous souviendrez-vous ?

Conclusion

Aujourd'hui, nous avons couvert beaucoup de terrain :

- L'effet de serre et pourquoi cela compte

- Plusieurs lignes d'évidence montrant que le changement climatique est réel et accélère

- Comment l'activité humaine a perturbé le cycle du carbone

- Conséquences et boucles de rétroaction qui amplifient le réchauffement

- L'éventail de solutions proposées et débattues

La science du climat repose sur la physique, la chimie, la géologie, la biologie et les données de chaque continent et océan. Comprendre cela nécessite exactement le type de pensée basée sur des preuves qui fait une bonne science.