Les enfants d'aujourd'hui auront leurs propres petits-enfants lorsqu'ils vivront au point où toutes les prévisions climatiques prendront fin. Y a-t-il des indices dans le passé sur notre avenir?
Carte de l'Antarctique moderne, qui montre la vitesse de recul (2010-2016) de la «ligne d'adhésion», sur laquelle les glaciers perdent le contact avec le fond, ainsi que les températures de l'océan. La seule flèche rouge dans l'est de l'Antarctique est le glacier Totten, qui contient tellement d'eau qu'il suffit de soulever les océans du monde de 3 mètres.Tout ce qui nous est arrivé n'est qu'un prologue.
- William Shakespeare, La Tempête
La 2100e année ressemble à une ligne de drapeaux restrictifs se tenant à la ligne d'arrivée du changement climatique - comme si tous nos objectifs se terminaient alors. Mais, pour paraphraser l'avertissement sur le rétroviseur, il est plus proche de nous qu'il n'y paraît. Les enfants d'aujourd'hui auront leurs propres petits-enfants lorsqu'ils vivront au point où toutes les prévisions climatiques prendront fin.
Cependant, en 2100, le climat ne cessera de changer. Même si nous
réussissons à limiter le réchauffement de ce siècle à 2 ºC, la teneur en CO
2 dans l'air
sera de 500 ppm. Notre planète n'a pas connu un tel niveau depuis le milieu du
Miocène , il y a
16 millions d'années , lorsque nos ancêtres étaient encore des singes. À cette époque, la température était de
5 à 8 ºC supérieure à 2 ºC, et le niveau de la mer était de
40 mètres plus haut, voire
plus d'un demi-mètre prévu d'ici la fin de ce siècle, selon un
rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur
l' évolution du climat (GIEC). ) à partir de 2013.
D'où vient l'écart béant entre les prédictions à la fin du siècle et ce qui s'est passé dans le passé de la Terre? Le passé climatique de la planète nous dit-il que nous avons raté quelque chose?
Le temps
Une grande raison de la rupture est simple: le temps.
La Terre a besoin de temps pour réagir aux changements du contenu des gaz à effet de serre. Certains changements durent des
années , d'autres nécessitent une génération entière pour atteindre un nouvel équilibre. La fonte de la glace et du pergélisol, l'échauffement des profondeurs des océans, la formation de couches de tourbe, la réorganisation du couvert végétal - ces processus prennent des
siècles et des millénaires .
Les réactions lentes de ce type
ne sont
pas prises en compte dans les modèles climatiques. Cela est dû en partie au manque de capacités informatiques pour les calculer, en partie parce que nous nous concentrons uniquement sur ce qui se passera dans les prochaines décennies, et en partie parce que ces processus ne sont pas 100% prévisibles. Mais malgré le fait que même si les modèles climatiques
prédisent avec succès les changements observés, des incertitudes existent même pour les réactions qui se produisent assez rapidement - comme la
formation de nuages ou le
réchauffement accru aux pôles.
Le passé de la Terre, d'autre part, nous montre comment le changement climatique s'est réellement produit, résumant
tout le spectre des réponses rapides et lentes de la planète. Lors des changements climatiques passés, au cours desquels la Terre avait des calottes glaciaires (comme c'est le cas aujourd'hui), elle s'est généralement réchauffée à
5 ºC -
6 ºC pour chaque doublement du niveau de CO
2 , tandis que l'ensemble du processus a duré
environ mille ans . C'est environ le double de la valeur de la «
Sensibilité climatique à l'équilibre » (ECS) utilisée dans les modèles de prévision du climat jusqu'à 2100, qui sont principalement calculés sur la base
des observations
historiques .
«Tout ce qui nous est arrivé n'est qu'un prologue» - gravure sur le bâtiment des Archives nationales à Washington, DC«Nous nous attendons vraiment à ce que la sensibilité du système de la Terre (changement de CO
2 et de tous les systèmes - calottes glaciaires, plantes, niveaux de méthane, aérosols, etc.) réponde à cela au-dessus de l'ECS.
Notre étude du Pliocène indique qu'il est environ 50% plus élevé, bien que ce ne soit pas la limite », m'a dit Gavin Schmidt, directeur du Goddard Institute for Space Studies de la NASA à New York.
Ou, comme l'a dit Dana Royer de l'Université Wesleyan: "En termes simples, les modèles climatiques sous-estiment généralement le degré de changement climatique par rapport aux preuves géologiques."
Une partie du niveau de changement plus élevé est due aux systèmes terrestres à réaction lente responsables du réchauffement climatique. Même si absolument toutes les émissions de gaz à effet de serre cessaient demain, le niveau de la mer
augmenterait pendant plusieurs siècles en raison de l'expansion thermique et de la
fonte des glaciers ; les calottes glaciaires de l'
Antarctique et du Groenland continueront également de fondre en raison du climat déjà accumulé sur plusieurs décennies de température. Et comme le CO
2 reste longtemps dans l'atmosphère , en l'absence de solutions de géo-ingénierie pour son élimination, le monde
dépassera toute limite de température fixée pour la fin du siècle, et il restera élevé pendant encore plusieurs centaines d'années.
Mais cela n'explique pas pleinement l'écart, ce qui signifie que nous ne prenons en compte aucun retour d'expérience renforcé. Selon le
National Climate Assessment 2017 des États-Unis : «l'inadéquation entre les modèles et les données sur les réchauffements passés suggère que les modèles climatiques manquent au moins un, ou peut-être plus, processus critique pour le réchauffement futur, en particulier dans les régions polaires.»
Le Miocène peut-il nous dire l'avenir?
L'optimum climatique du mi-miocène (MMCO) était l'ancien réchauffement climatique, au cours duquel les
niveaux de CO 2 sont passés de moins de 400 ppm à
500 . La teneur en CO
2 dans l'antiquité est mesurée par diverses
méthodes indirectes , telles que la teneur en
bore et
en isotopes de
carbone dans les sols fossiles et anciens, ou à partir des pores des feuilles fossiles. La cause du saut était un
phénomène volcanique rare, la «grande
province pyrogène», au cours de laquelle d'énormes quantités de basalte ont éclaté à la surface à l'ouest du territoire américain moderne
il y a 16,6 millions d'années . Yvette Eley et Michael Hren de l'
Université du
Connecticut ont étudié comment cela affectait le climat.
Ils ont utilisé un outil tel que des molécules de graisse qui sont restées dans les sédiments après les plantes et les microbes qui vivaient à cette époque. Elea et Raifort ont extrait les restes chimiques des microbes du Miocène des boues de cette période dans le Maryland, puis recalculé le pourcentage de diverses molécules de graisse à la température du sol en utilisant des étalonnages basés sur plus d'une décennie d'étude des graisses microbiennes dans les sols modernes de la planète. "Certes, le moment de l'apparition de ces flux de basalte et le temps du changement climatique sont très étroitement liés", a déclaré Eley. «Nos biomarqueurs suivent définitivement le comportement du CO
2. » Quelle que soit la cause des changements dans le système écologique de la planète, elle a définitivement suivi le pCO
2. »
Mais parmi divers exemples de variations climatiques, le MMCO était très doux par rapport à la fin de la période permienne, la période triasique et d'autres événements associés aux
extinctions massives . Les émissions de CO
2 dans le Miocène étaient suffisamment lentes pour
éviter une acidification importante des océans , contrairement à aujourd'hui ou à des exemples extrêmes du passé.
Ils ont également calculé la température des mers en utilisant les restes chimiques des microbes marins: "Nous avons obtenu un changement relatif de la température de la surface de la mer pendant le MMCO de 4 à 5 degrés - puis la température de la mer était de 6 degrés plus élevée qu'aujourd'hui", a déclaré Eley.
Plus chaud, plus humide, plus sec?
Ils ont mesuré l'
humidité atmosphérique dans le Miocène , analysant les résidus chimiques du revêtement de cire des feuilles des plantes, les calibrant en fonction des valeurs modernes à différents endroits de la planète. «Si nous utilisons de la cire de feuillage, notre biomarqueur, comme indicateur de l'humidité atmosphérique, nous concluons qu'au milieu du Miocène, l'atmosphère est devenue plus humide», a déclaré Eley. - Il est assez intéressant de considérer notre travail dans le contexte d'autres reconstructions. L'ouest des États-Unis modernes est devenu plus sec, l'Amérique du Sud est plus humide, certaines parties de l'Europe sont plus humides et d'autres parties sont plus sèches. »
Les sites éloignés tels que la
côte est des États-Unis , le
nord- ouest du
Pacifique ,
la Chine occidentale , la
Patagonie ,
l'Asie centrale et
Atacama en Amérique du Sud sont devenus beaucoup plus humides, entraînant
une érosion mondiale accrue . En conséquence, il y a eu une
expansion de la superficie des forêts et leur
densification . Fait intéressant,
il n'y avait aucun signe de désert en Afrique du Nord ou en Asie, et maintenant nous avons les déserts du Sahara et de Gobi.
L'humidification généralisée de l'atmosphère et le verdissement de la surface ne coïncident pas avec les prévisions de l'avenir qui sont faites pour la situation actuelle -
selon ces prévisions , les parties qui sont maintenant humides deviendront plus humides et sèches, voire plus sèches. La différence peut être que notre changement climatique est très dramatique par rapport à un changement beaucoup plus lent dans le Miocène.
Bien qu'il y ait eu beaucoup de forêts sur la planète avant le milieu du Miocène (contrairement à aujourd'hui, qui reflète le processus de
déforestation , qui a été facilité par des personnes qui ont vécu entre les périodes glaciaires pendant
plusieurs millénaires ), le réchauffement dans le Miocène a conduit à des changements clairement observés dans la végétation dans le monde qui a persisté dans forme fossilisée, notamment sous forme de pollen fossilisé.
Dans la majeure partie de l'Europe,
les plantes subtropicales ont remplacé les plantes adaptées au froid, et les forêts denses avec une abondance de marécages ont rempli les rives et les deltas des rivières dans les territoires du
Danemark et de l'
Allemagne modernes (alors le littoral de l'Europe était 190 km plus profond vers la terre qu'aujourd'hui). Ces marais ont accumulé
du charbon brun , qui fournit aujourd'hui un
quart de la production d'électricité en Allemagne. L'Espagne a résisté à la tendance à l'humidification avec le climat chaud et sec du sud et le climat chaud et humide du nord, tout comme aujourd'hui, et a connu de
longues saisons sèches .
La vie au milieu du Miocène sur le territoire de l'Espagne moderne, telle que présentée par l'artisteA en juger par les plantes européennes, entre les saisons la différence de température
était moindre .
En Sibérie, il a
plu 3 à 5 fois plus souvent qu'aujourd'hui et les marécages de l'
est de la Russie ont également accumulé du charbon. Dans l'
Arctique canadien , où se trouve aujourd'hui la toundra avec pergélisol et sans arbres, au milieu du Miocène, les forêts à basse température de bouleau, d'orme, de houx et de pin parasol ont cédé la place à des forêts à température élevée, où poussaient le hêtre, le noisetier, l'ambre gris, le noyer et le tilleul.
Près de l'équateur, les premiers éléphants et antilopes ont marché le long de la
péninsule arabique herbeuse et humide, et
l'Afrique du Nord était couverte de forêts où les dunes de sable se déplacent aujourd'hui. Les singes humains se sont répandus sur toute la
planète boisée , et c'est alors que nos ancêtres, les hominidés, se sont
séparés des autres anthropoïdes.
Mais l'Antarctique a le plus changé.
40 mètres d'élévation du niveau de la mer
Du tiers aux trois quarts de la glace antarctique a
fondu . Sur la terre
libérée de la glace, la
toundra et les forêts sont apparues , constituées de
hêtres et de conifères , ce qui n'aurait pas pu se produire si l'été antarctique n'avait pas été plus chaud que 10 ºC (il est beaucoup plus chaud que
-5 ºC aujourd'hui). On ne sait pas exactement ce que faisait le Groenland, mais dans son nord, il pourrait y avoir une
petite couche de
glace , qui a
fondu assez fortement.
En conséquence, le niveau de la mer a
augmenté jusqu'à
40 mètres . Aujourd'hui, cela repousserait considérablement le littoral vers les continents et inonderait les régions densément peuplées dans lesquelles vivent un
quart de tous les habitants de la planète.
40 mètres, ce n'est que légèrement plus que les prévisions récentes d'augmentation du niveau de la mer dans un avenir proche:
jusqu'à un mètre en 2100 et jusqu'à
1,6 mètre (lorsque
5% de la population mondiale vit sous l'eau) d'ici 2300, à condition de stabiliser le réchauffement en le niveau est d'environ 2 ºC. La différence ne concerne que les échelles de temps. Selon l'
estimation du climat national américain de 2017, un réchauffement de 2 ºC entraînera la perte de 3/5 parties de la glace du Groenland et d'un tiers de la glace de l'Antarctique, ce qui entraînera une élévation du niveau de la mer de 25 m - c'est vrai, en 10 000 ans.
Néanmoins, les informations du Miocène suggèrent que l'élévation moderne du niveau de la mer pourrait s'avérer plus forte et plus rapide.
Les dépôts côtiers de l'est de l'Antarctique démontrent que sa glace était
extrêmement sensible même aux
petits changements du niveau de CO 2 et aux fluctuations de l'
orbite dans le Miocène, et pouvait fondre
assez rapidement . À quelle vitesse Edward Gasson de l'Université de Sheffield en Grande-Bretagne a
estimé que l'Antarctique pouvait initialement augmenter le niveau de la mer d'environ 2,5 mètres tous les cent ans, puis ce processus a ralenti et, sur 10 000 ans, le niveau est devenu de
30 à 36 mètres plus élevé. Cette vitesse coïncide avec les estimations de Robert Dekonto de l'Université de Pennsylvanie et de David Pollard d'Amherst College, basées sur le Pliocène, dont le climat était plus frais qu'au milieu du Miocène, et le niveau de la mer n'était «que» de
20 m plus élevé qu'aujourd'hui. Dekonto et Pollard ont suggéré qu'un réchauffement moderne de 2,5 ºC d'ici 2100 augmenterait le niveau de la mer
de 5,7 m sur 2500 - environ 1,2 m par siècle. Ce changement rapide peut sembler radical, mais nous savons que périodiquement au cours des 500 000 dernières années, le niveau de la mer a augmenté de 4 à
5,7 m tous les cent ans .
Si l'élévation actuelle du niveau de la mer se révèle être similaire à celle du Pliocène, 1,2 m en cent ans, ou au Miocène, 2,4 m en cent ans, et pas comme au GIEC, d'un demi-mètre en un siècle, alors notre avenir sera complètement différent. L'élévation du niveau de la mer, amplifiée par les
marées et les tempêtes , rendra une énorme quantité d'infrastructures côtières et de possessions
inutiles en quelques générations.
Et
jusqu'à présent, les modèles informatiques n'ont pas supporté un si grand taux de fonte des glaces.
La fonte des glaces sous l'influence de l'océan, qui déstabilise et rince les glaciers, a été
critique pour le Miocène et semble critique
aujourd'hui . Ce processus peut déclencher l'instabilité autonome des calottes glaciaires et les glaciers commenceront à reculer à l'intérieur des terres en raison de la forme en coupe de l'Antarctique. Plus la glace est profonde, plus elle fondra rapidement en raison de la pression et les glaciers plus minces flottent, de sorte qu'ils reculeront encore plus rapidement jusqu'à ce qu'ils forment de hauts sommets qui se brisent sous leur propre poids, ce qui va encore empirer la situation. Et ce processus en Antarctique a probablement déjà
commencé .
Un autre accélérateur de décongélation est la
fonte de l' eau
à la surface , ce qui nécessite d'atteindre des températures supérieures au point de congélation. Il pénètre dans les fissures, gèle et
fend la glace comme un séparateur - ce phénomène a été observé lorsque
le glacier Jacobshavn a disparu au Groenland. Et aujourd'hui,
une fusion de surface se produit dans certaines parties de l'Antarctique. De tels processus améliorant la fusion n'ont
été ajoutés que
récemment à de nouveaux modèles informatiques, et ils montrent maintenant que le taux d'augmentation du niveau de la mer observé dans l'Antiquité peut être
vu par nos descendants .
La retraite de glace améliore le réchauffement, car une surface brillante réfléchissant la lumière est remplacée par de l'eau et de la terre sombres absorbant la chaleur. En conséquence, les températures augmenteront lentement davantage.
À quoi pourrait ressembler la calotte glaciaire antarctique dans le Miocène, il y a 14 à 23 millions d'annéesEspoir d'incertitude?
L'écart entre le climat du Miocène et notre avenir attendu pourrait-il simplement exister en raison du manque et de l'inexactitude des données sur l'ancien climat?
«Les variations des niveaux de CO
2 dans le Miocène moyen peuvent
dépasser la valeur médiane calculée. D'autres facteurs ne sont pas connus du tout. Niveaux de méthane ou de N
2 O non déterminés. La quantité d'ozone ou de suie (apparaissant après un incendie ou à la suite de la vie végétale) est également peu connue, m'a dit Gavin. "Par conséquent, même si nous avions des indicateurs idéaux de la température mondiale (mais ils ne le sont pas), les estimations de sensibilité obtenues en divisant simplement la température par le CO
2 ne peuvent pas être comparées aux estimations ECS d'aujourd'hui."
Néanmoins, malgré la dispersion des valeurs de niveau, elles ont tendance à
s'accumuler autour de la valeur de 500 ppm pour le Miocène moyen.
Certaines études suggèrent même la possibilité d'un niveau
inférieur de CO
2 , ce qui conduit néanmoins à
des températures
plus élevées. L'image du climat relativement chaud est appuyée par des preuves géologiques des
hauts niveaux de la mer et des minéraux trouvés dans le monde, y compris les fonds marins
près de la côte de l' Antarctique.
L'optimum climatique a-t-il été augmenté en raison des changements cycliques de l'orbite? Bien que chaque
cycle glaciaire du Miocène dépende des oscillations orbitales, comme ce fut le cas avec la dernière période glaciaire, le temps chaud et
le retrait glaciaire maximal ont persisté pendant plusieurs cycles orbitaux et glaciaires, ainsi que des niveaux plus élevés de CO
2 atmosphérique. Nous ne pouvons donc pas accrocher l'augmentation de l'optimum uniquement sur l'orbite de la Terre autour du Soleil.
Ce qui est encore plus déroutant, c'est le fait que le début du Miocène était différent d'aujourd'hui. Le climat du début du Miocène était plus chaud que notre époque préindustrielle, puis il y avait
moins de zones herbeuses et les océans communiquaient les uns avec les autres
d'une manière différente . Le flux du Pacifique vers l'océan Atlantique est allé là où se trouve maintenant le
Panama et le
détroit de Béring a été bloqué. Cependant, les scientifiques pensent que ces courants
n'ont peut-être
pas autant influencé le climat et , à bien des égards, la planète était
très similaire à
celle d'aujourd'hui.
Il y a donc de grandes incertitudes quant à la façon dont la situation dans le Miocène décrit l'avenir de nos descendants. Et, bien sûr, au moins au cours des
66 derniers
millions d'années, il n'y a pas eu de processus similaires avec un taux d'émissions atmosphériques aussi élevé. Pour ces raisons, on peut à juste titre refuser de comparer la situation avec des analogues antiques. , – :
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