Qu'est-ce que la trajectoire de la Terre en serre ?

Tout au long de son histoire, notre planète a connu des climats globaux très différents, influencés par des forces aussi diverses que les impacts de météorites, les éruptions volcaniques et les changements d'inclinaison et de rotation de la Terre. Pour la plupart, ces événements n'ont pas modifié instantanément la température moyenne de la Terre : Ils ont modifié les systèmes terrestres de manière à ce que les températures mondiales augmentent ou diminuent progressivement sur des milliers ou des millions d'années. Ces changements de température longs et constants ont fait passer la planète par des hauts très chauds et des bas très froids. 

Le climat de la Terre suit un cycle glaciaire-interglaciaire depuis plus d'un million d'années, fluctuant pendant des dizaines de milliers d'années entre de sévères périodes glaciaires et des conditions plus douces et plus chaudes. Le climat stable sans précédent de l'Holocène des 12 000 dernières années est une période interglaciaire plus douce au cours de laquelle des forces de réchauffement modérées compensent la tendance naturelle de la Terre à retourner progressivement vers une nouvelle période glaciaire sévère.

l'humanite provoquent aujourd'hui un réchauffement si important que nous avons dépassé le cycle glaciaire-interglaciaire. À mesure que les émissions de gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur, les températures atmosphériques augmentent, ce qui fait apparaître un nouveau risque. Non seulement nous atteignons des températures plus élevées que jamais au cours des 1,2 million d'années écoulées, mais nous risquons de faire basculer le climat de la Terre dans ce que l'on appelle la trajectoire de la Terre à serre.

Qu'est-ce que la trajectoire de la Terre en serre ?

L'expression "Hothouse Earth" a été inventée dans un article publié en 2018 par Johan Rockström, Katherine Richardson et Hans Joachim Schellnhuber et désigne une trajectoire possible dans laquelle le changement climatique causé par l'homme mettrait notre planète sur la voie d'un réchauffement qu'il serait difficile, voire impossible, de contrôler.

Dans le scénario d'une Terre en serre, les émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine activent des mécanismes dans le climat de la Terre qui finissent par pousser le climat mondial au-delà d'un seuil dans un réchauffement continu et auto-entretenu, indépendamment des émissions d'origine humaine.

La mécanique de Hothouse Earth

Une série de mécanismes se conjuguent pour nous placer potentiellement sur la trajectoire de la Terre à serre. Ces mécanismes sont les émissions de gaz à effet de serre, les rétroactions climatiques et les points de basculement.

Émissions de gaz à effet de serre

l'humanite désormais rejeté dans l'atmosphère suffisamment de gaz à effet de serre, en raison de l'utilisation généralisée des combustibles fossiles, pour faire grimper les températures mondiales. Les températures moyennes mondiales s'étaient stabilisées après que la planète fut sortie de la période glaciaire du Pléistocène, il y a environ 12 000 ans, pour entrer dans l'Holocène, période caractérisée par sa stabilité. Les températures augmentent aujourd'hui plus rapidement qu'à n'importe quel autre moment de l'histoire connue. Cette hausse des températures pourrait déclencher une série d'événements qui mettraient la Terre sur la voie d'un « effet de serre ».

Rétroactions climatiques

Des températures atmosphériques plus élevées pourraient activer des réactions en boucle dans les systèmes de la Terre, appelées rétroactions climatiques, qui engendreraient un réchauffement supplémentaire.

Pour illustrer le fonctionnement de ces rétroactions, prenons l'exemple du cycle du carbone dans une forêt. Les forêts absorbent le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère et le stockent dans les feuilles, les troncs et les racines des arbres. À mesure que les températures mondiales augmentent, des conditions plus chaudes et plus sèches entraînent une recrudescence des feux de forêt. Ces feux brûlent les arbres, libérant tout ce dioxyde de carbone stocké dans l'atmosphère, où il agit comme un gaz à effet de serre, réchauffant encore davantage la planète. C'est là le cercle vicieux : plus de carbone dans l'atmosphère entraîne des températures plus élevées, ce qui entraîne davantage de feux, ce qui ramène à son tour plus de carbone dans l'atmosphère.

Voici des exemples d'autres rétroactions puissantes qui peuvent faire augmenter les températures mondiales :

• La fonte des nappes glaciaires et des glaciers réduit la quantité de glace réfléchissante, ce qui augmente la quantité de lumière solaire absorbée par les océans, entraînant une hausse des températures et une augmentation de la fonte.
• Le dégel du pergélisol libère des gaz à effet de serre à mesure que la matière organique auparavant gelée se décompose. La chaleur supplémentaire libère davantage de gaz à effet de serre, ce qui entraîne une augmentation de la chaleur, qui à son tour accélère le dégel.
• La perturbation des courants océaniques due à la fonte des glaces peut intensifier le phénomène El Niño-Oscillation australe, un puissant phénomène climatique qui influence la température mondiale. Des eaux plus chaudes remontent à la surface, réchauffant l'atmosphère et provoquant de nouveaux changements dans la circulation océanique.

Il existe partout dans le monde des boucles de rétroaction climatique qui peuvent aggraver, à des degrés divers, le réchauffement directement causé par l'activité humaine, déclenchant ainsi le mécanisme suivant qui contribue à la transformation de la Terre en « serre » : les points de basculement.

Points de basculement

L'effet combiné du réchauffement dû aux émissions anthropiques et des boucles de rétroaction climatiques pourrait déclencher des événements bouleversants dans le climat mondial, appelés « points de basculement ». Un point de basculement est le seuil au-delà duquel, même si l'on mettait fin au réchauffement, un système continuerait à évoluer vers un autre état. 

Par exemple, si les émissions humaines de gaz à effet de serre entraînaient une hausse des températures telle que les feux de forêt, la sécheresse et le dépérissement des forêts empêchaient la forêt amazonienne d'absorber les gaz à effet de serre et l'obligeaient au contraire à les rejeter, ce rejet augmenterait les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, même si les émissions humaines cessaient. De plus, une Amazonie de plus en plus sèche et en pleine mutation pourrait perturber les régimes climatiques à l'échelle mondiale. Une fois enclenché, un tel changement serait probablement irréversible.

Un autre point de basculement est la disparition de la calotte glaciaire du Groenland, qui contribue actuellement à refroidir la planète en réfléchissant la lumière et la chaleur du soleil. Si le réchauffement prolongé des températures venait à faire perdre à la calotte glaciaire du Groenland une masse critique, non seulement le niveau des mers augmenterait, mais l'effet de réchauffement modifierait radicalement les températures océaniques, perturbant ainsi les courants marins essentiels qui contribuent à réguler les conditions météorologiques mondiales. 

Le franchissement de tels points de basculement, associés à des rétroactions extrêmes, pourrait entraîner un réchauffement supplémentaire suffisant pour déclencher d'autres points de basculement, provoquant ainsi un réchauffement encore plus important. Cette cascade d'effets se traduirait par un réchauffement planétaire incontrôlable qui s'autoalimente au lieu de se stabiliser : c'est ce qu'on appelle la « Terre serre ».

La vitesse à laquelle nous franchissons les points de basculement est importante, tout comme l'ampleur de leur franchissement. Par exemple, si le Groenland est destiné à perdre sa calotte glaciaire, certaines conséquences aggraveront l'instabilité climatique. Il est beaucoup plus grave que le Groenland perde sa calotte glaciaire dans 50 ans que dans 1 000 ans, et la différence entre les deux est fonction de l'ampleur du réchauffement et de la rapidité avec laquelle nous y parvenons. En d'autres termes, franchir à peine un point de basculement est très différent de le dépasser.

Que se passe-t-il si nous activons la trajectoire de la Terre en serre ?

Bien qu'il soit impossible de prédire certains aspects de la trajectoire de la Terre chaude, voici ce que nous savons.

Perdre le contrôle

À l'heure actuelle, l'humanite est responsable à 100 % du changement climatique. Si nous déclenchons une trajectoire de Terre en serre, la planète se réchauffera d'elle-même. Si l'humanite conduit la voiture du changement climatique, le déclenchement d'une Terre thermale reviendrait à perdre le contrôle du volant, de l'accélérateur et des freins. Plus le réchauffement est important lorsque nous franchissons les points de basculement, plus nos actions devront être spectaculaires pour garder le contrôle.

Une planète méconnaissable

Selon les auteurs de l'article de 2018, les conditions planétaires sur la trajectoire Hothouse Earth finiraient par "ressembler à des états planétaires... observés pour la dernière fois il y a plusieurs millions d'années". Nous ne savons pas précisément à quoi cela ressemblerait, mais il est probable que de nombreux éléments qui rendent notre planète reconnaissable à nos yeux - plantes, animaux et autres organismes - seraient incapables de s'adapter à une trajectoire de réchauffement continu.

Changements irréversibles

Les changements décrits ci-dessus, tout comme la disparition de la forêt amazonienne ou de la calotte glaciaire du Groenland, seraient irréversibles à l'échelle des délais qui comptent pour l'humanite, et il faudrait des millénaires à la planète pour retrouver un climat similaire à celui, stable, dont nous bénéficions aujourd'hui, si tant est qu'elle y parvienne un jour.

À quel point sommes-nous proches de l'activation de la Terre nourricière ?

Les scientifiques ne connaissent pas la température précise à laquelle la planète et son atmosphère passeraient à une trajectoire de Terre à serre. Si les boucles de rétroaction et les points de basculement peuvent tous deux rendre l'avenir plus risqué et plus instable, les boucles de rétroaction peuvent être fortes ou faibles, et les points de basculement peuvent être franchis progressivement ou rapidement.

Mais il semble que l'activation de certaines des principales rétroactions climatiques ait déjà commencé. Cela ne signifie pas que nous sommes sur la trajectoire d'une Terre en serre chaude, mais les risques augmentent. Étant donné que certains points de basculement importants sont estimés se produire entre 1,5 °C et 2 °C de réchauffement, chaque augmentation du réchauffement prend de l'importance.

Notre meilleure chance d'éviter ces points de basculement cruciaux est de réduire, puis de cesser complètement d'émettre des gaz à effet de serre. Les points de basculement amplifient le niveau de réchauffement actuel de la planète ; ainsi, si nous ne pouvons toujours pas éviter de les déclencher, mieux vaut que la planète soit plus froide au moment où cela se produit. De plus, un réchauffement progressif et régulier est moins dangereux que le réchauffement rapide que nous provoquons actuellement : franchir de justesse un point de basculement peut s'avérer réversible, tandis que le dépasser rapidement augmente le risque de perdre le contrôle.