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Qu'est-ce que la trajectoire de la Terre en serre ?
Voici ce que nous savons et ne savons pas sur cette trajectoire de réchauffement possible
14 février 2024

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.

Ce graphique montre l'historique des températures moyennes de la planète au cours des 100 derniers millions d'années ainsi qu'une trajectoire de réchauffement possible jusqu'en 2100.

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 ont désormais émis suffisamment de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, grâce à l'utilisation généralisée des combustibles fossiles, pour faire grimper les températures mondiales. Les températures moyennes mondiales se sont stabilisées après que la planète est sortie de l'ère glaciaire du Pléistocène il y a environ 12 000 ans et est entrée dans l'Holocène, qui s'est distingué par sa stabilité. Aujourd'hui, les températures augmentent plus rapidement qu'à n'importe quel moment de l'histoire connue. Cette hausse des températures pourrait déclencher une série d'événements qui mettraient la Terre sur la trajectoire de la Terre chaude.

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 de l'atmosphère et le fixent dans les feuilles, les troncs et les racines des arbres. Avec l'augmentation des températures mondiales, les conditions plus chaudes et plus sèches entraînent une augmentation du nombre d'incendies de forêt. Ces incendies brûlent les arbres, libérant tout le dioxyde de carbone stocké dans l'atmosphère, où il agit comme un gaz à effet de serre qui réchauffe davantage la planète. C'est la boucle de rétroaction : Plus de carbone dans l'atmosphère entraîne des températures plus élevées, ce qui entraîne plus d'incendies, ce qui entraîne à nouveau 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 précédemment gelée se décompose. Plus de chaleur libère plus de gaz à effet de serre, ce qui conduit à plus de chaleur, ce qui conduit à plus de dégel.
  • La perturbation des schémas de circulation océanique due à la fonte des glaces peut intensifier l'oscillation australe El Nino, un puissant schéma météorologique qui influe sur la température mondiale. Des eaux plus chaudes remontent à la surface, réchauffant l'atmosphère et provoquant de nouveaux changements dans les schémas de circulation.

Il existe des boucles de rétroaction climatique dans le monde entier qui peuvent s'ajouter, en petites ou grandes quantités, au réchauffement causé directement par l'activité humaine, ce qui enclenche le prochain mécanisme important pour activer la Terre sous serre : les points de basculement.

Points de basculement

L'effet de réchauffement combiné des émissions humaines et des boucles de rétroaction climatique pourrait déclencher des événements transformateurs du climat mondial appelés "points de basculement". Le terme "point de basculement" décrit le mécanisme par lequel une boucle de rétroaction commence à avoir un effet de réchauffement si profond qu'il modifie de manière permanente et radicale le climat mondial. 

Par exemple, si les émissions humaines de gaz à effet de serre entraînent une hausse des températures telle que les incendies de forêt, la sécheresse et le dépérissement des forêts font que la forêt amazonienne n'absorbe plus les gaz à effet de serre mais les libère, cette libération augmentera les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère même si les émissions humaines cessent. En outre, l'assèchement et l'évolution de l'Amazonie pourraient perturber les régimes climatiques dans le monde entier. Une fois amorcé, un tel changement serait probablement irréversible.

Un autre point de basculement est la perte de la calotte glaciaire du Groenland, qui contribue actuellement à refroidir la planète en réfléchissant la lumière et la chaleur du soleil. Si des températures durablement plus élevées devaient entraîner la perte de la masse critique de la calotte glaciaire du Groenland, non seulement le niveau des mers augmenterait, mais l'effet de réchauffement modifierait radicalement les températures des océans, perturbant les courants océaniques cruciaux qui contribuent à réguler les conditions météorologiques de la planète. 

Le franchissement de tels points de basculement pourrait générer un réchauffement supplémentaire suffisant pour déclencher d'autres points de basculement, générant ainsi un réchauffement encore plus important. Cette chaîne d'impacts en cascade équivaudrait à un emballement du réchauffement planétaire qui s'autoalimenterait au lieu de se stabiliser : C'est ce que l'on appelle la "Terre sous 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, comme la disparition de la forêt amazonienne ou de la calotte glaciaire du Groenland, seraient irréversibles sur des échelles de temps qui comptent pour l'humanite, et il faudrait des millénaires avant que la planète ne retrouve un climat similaire au climat stable dont nous jouissons aujourd'hui, si tant est qu'elle le retrouve.

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 et, à terme, de cesser d'émettre des gaz à effet de serre. Les points de basculement amplifient le niveau de réchauffement de la planète, quel qu'il soit, de sorte que si nous ne pouvons toujours pas éviter de les activer, notre situation sera d'autant meilleure que la planète sera plus froide lorsque nous les activerons. En outre, un réchauffement progressif et régulier est moins dangereux que le réchauffement rapide que nous provoquons actuellement : Franchir à peine un point de basculement peut s'avérer réversible, alors que le franchir à toute vitesse augmente le risque de perdre le contrôle.

Vous voulez savoir comment les températures évoluent dans les endroits qui vous intéressent ? Lisez la partie 1 : La chaleur dans notre manuel sur le climat pour en savoir plus sur Hothouse Earth.