Volume 1 : La chaleur Fonctionnement de la chaleur

Les hypothèses sur le climat de l'Holocène ont été intégrées dans tout ce que nous faisons, jusque dans l'infrastructure la plus élémentaire de notre civilisation.  

Prenons le cas d'une route juste avant l'aube. Cette route est faite d'asphalte, un matériau composé de sable et de pierre liés par le bitume, un résidu collant et visqueux du pétrole ou du charbon. La route a cinq ans, elle est encore lisse et assez noire. 

Si vous pouviez regarder à l'intérieur de la route, vous verriez qu'elle est composée de molécules et que ces molécules vibrent. La température de l'asphalte est une mesure de la vitesse moyenne de ces vibrations. Après une nuit noire, la route et l'air se trouvant au-dessus de celle-ci ont la même température.

Le soleil se lève maintenant. Que se passera-t-il, lorsque les rayons du soleil frapperont cette route ?

Les rayons du soleil apportent à la Terre la lumière et la chaleur. Ils traversent l'atmosphère terrestre en perdant un peu d'énergie en cours de route. Par temps nuageux, une grande partie des rayons du soleil sont renvoyés dans l'espace par les nuages blancs, mais par ce temps clair, ils frappent la route de plein fouet. 

Parce que la route est sombre, elle absorbe presque toute la lumière. La lumière du soleil frappe les molécules à la surface de la route et les fait bouger de plus en plus vite. La route devient rapidement plus chaude que l'air ambiant.

Durant la journée, la route, la terre, les plantes, les animaux et les bâtiments environnants continuent à se réchauffer grâce à l'énergie du soleil. La chaleur se déplace des objets chauds vers les objets froids. La chaleur de leurs surfaces réchauffe l'air environnant et renvoie le rayonnement vers le ciel. 

Ce rayonnement de la surface a un spectre différent de celui des rayons du soleil et, au lieu de s'évacuer dans l'espace, une plus grande partie de la chaleur terrestre est piégée par l'atmosphère. On peut comparer cela à un manteau ou à une couverture, qui retient une partie de la chaleur produite par votre corps. La même quantité d'énergie pénètre dans l'atmosphère que par le passé, mais il s'en échappe moins.  

Les molécules de l'atmosphère qui piègent le plus de rayonnement sont la vapeur d'eau (H₂O), le méthane (CH₄), l'oxyde nitreux (N2O) et le dioxyde de carbone (CO₂). De nos jours, l'air est humide, plein de H₂O et retient donc une grande partie de la chaleur provenant de la surface. En outre, l'atmosphère contient plus de CO₂, de CH₄ et de N2O qu'il y a cinq ans, lorsque la route a été construite, et beaucoup plus qu'à l'époque, où les normes de construction routière ont été établies dans cette région. Cela pourrait constituer un problème pour notre route.

Le bitume rend l'asphalte partiellement plus lisse qu'il n'est pas réellement solide. Même à basse température, il reste visqueux. C'est un liquide qui bouge à peine, mais qui est légèrement flexible et même élastique. Dans les liquides comme le bitume, les molécules ne sont pas figées, elles ont plus de liberté de mouvement. Au fur et à mesure que la route absorbe l'énergie des rayons du soleil, les molécules situées à sa surface se déplacent de plus en plus. 

Le bitume, qui était solide et à moitié solide, devient plus souple, plus flexible et manifestement plus liquide. Aujourd'hui, lorsque les voitures et les camions roulent sur l'asphalte, la route se déforme, s'écrase et se creuse. Les températures de la journée continuent à augmenter, battant des records. À mesure que la température augmente, la route se dégrade, devenant plus molle, plus gluante et plus malléable. Ce ne sont pas les conditions pour lesquelles cette route a été conçue.

La chaleur extrême n'est pas uniquement un défi pour la route. Les bâtiments voisins ont été conçus avec des matériaux et des systèmes permettant de faire face à une plage spécifique de conditions météorologiques, et aujourd'hui la chaleur sort de cette plage. 

Lorsque la température dépasse les limites prévues, leurs systèmes fonctionnent plus difficilement, leurs matériaux sont également soumis à des contraintes et des problèmes apparaissent. De même, toutes les formes de vie, y compris les êtres humains, sont confrontées à de nouveaux défis, dont certains s'avèrent critiques. Elles ont évolué pour vivre dans cet endroit, qui a un climat plus frais et plus stable. Comment s'en sortiront-elles dans un avenir, où il fera beaucoup plus chaud ?