La concentration de CO2 dans l'air atteint un niveau record
La courbe de Keeling indique que les concentrations de CO2 n'ont jamais été aussi élevées qu'aujourd'hui, pendant toute l'existence de l'homme sur cette planète.
Le CO2 augmente sans cesse
Au sommet d'un pic éloigné du Mauna Loa à Hawaï, les scientifiques ont enregistré les concentrations de dioxyde de carbone les plus élevées jamais vues. Il y a environ un an, les niveaux quotidiens de dioxyde de carbone mesurés à l'observatoire de base atmosphérique Mauna Loa de la NOAA ont atteint 420 parties par million (ppm) pour la toute première fois le 20 avril 2021. Il s'agissait d'un nouveau sommet pour les 63 années d'enregistrement de la courbe de Keeling. Cela représentait également des concentrations de CO2 plus élevées que toutes celles observées sur Terre au cours de l'histoire de l'humanité.
Cette année, en 2022, les mesures quotidiennes de CO2 au Mauna Loa ont atteint un maximum encore plus élevé, atteignant un pic de 421,68 ppm le 13 mai. Le 3 juin, la Scripps Institution of Oceanography a annoncé que la concentration moyenne de CO2 pour tout le mois de mai avait atteint 420,78 ppm – la moyenne mensuelle la plus élevée enregistrée pour le dioxyde de carbone à Mauna Loa depuis le début des mesures en 1958. Sur la base de leurs propres instruments à cet endroit, la NOAA a signalé une moyenne mensuelle de 420,99 ppm.
Une concentration qui augmente d'un peu plus d'une partie par million n'est pas une augmentation importante d'une année à l'autre. Cependant, le moment où les pics ont été atteints cette année ainsi que le nombre de jours où ils ont dépassé les seuils précédents sont assez significatifs.
En 2021, le CO2 a été enregistré au-dessus de 420 ppm pour seulement deux jours de l'année - le 30 avril et le 1er juin.
En 2022, la première mesure quotidienne dépassant 420 ppm au Mauna Loa a été effectuée le 25 janvier, soit trois mois plus tôt qu'en 2021. Le 13 février, les niveaux de CO2 ont encore augmenté, dépassant 421 ppm pour la première fois depuis le début de la surveillance il y a 64 ans.
Jusqu'à présent cette année, à partir du 6 juin, les niveaux de dioxyde de carbone à Mauna Loa ont dépassé 420 ppm pendant 52 jours au total. Pendant 24 de ces jours, les concentrations ont dépassé 421 ppm. C'est ainsi que les premières moyennes mensuelles supérieures à 420 ppm ont été enregistrées en avril et en mai.
« Il est déprimant de constater que nous n'avons pas eu la volonté collective de ralentir l'augmentation incessante du CO2 », a déclaré Ralph Keeling, géochimiste de Scripps, dans un communiqué de presse. Keeling gère la courbe de Keeling, qui enregistre les concentrations de dioxyde de carbone à Mauna Loa depuis 1958 et qui a été nommée en l'honneur de son père, Charles David Keeling. « L'utilisation des combustibles fossiles ne s'accélère peut-être plus, mais nous courons toujours à toute vitesse vers une catastrophe mondiale », a ajouté Keeling.
La courbe de Keeling montre l'augmentation de la concentration de CO2 dans l'air depuis 1958 à l'observatoir Mauna Loa (Source : Scripps Institution of Oceanography)
« Que faudra-t-il pour que nous nous réveillions ? »
D'après les études des carottes de glace et du climat passé, les niveaux de dioxyde de carbone dans l'air n'ont jamais été aussi élevés qu'aujourd'hui, pendant toute l'existence de l'homme sur cette planète. En fait, selon le Scripps, la dernière fois que le CO2 aurait été aussi élevé dans le passé, c'était il y a environ 4,1 à 4,5 millions d'années, pendant l'optimum climatique du Pliocène.
« À cette époque, le niveau des mers était entre 5 et 25 mètres plus élevé qu'aujourd'hui, suffisamment pour noyer un grand nombre des plus grandes villes du monde », explique le communiqué de presse du Scripps. « Les températures étaient alors en moyenne de 14 °C supérieures à celles de l'époque préindustrielle, et des études indiquent que de grandes forêts occupaient la toundra arctique actuelle ».
« Le dioxyde de carbone atteint des niveaux que notre espèce n'a jamais connus auparavant – ce n'est pas nouveau », a déclaré Pieter Tans, scientifique principal au Laboratoire de surveillance mondiale de la NOAA, dans le communiqué de presse. « Nous le savons depuis un demi-siècle, et nous n'avons rien fait de significatif à ce sujet. Que faudra-t-il pour que nous nous réveillions? »
Le cycle saisonnier du CO2
Les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère suivent une tendance assez régulière, d'année en année. Ils suivent de près les saisons dans l'hémisphère Nord, augmentant à l'automne, en hiver et au début du printemps, puis diminuant à la fin du printemps et en été.
Cela est dû au fait qu'il y a plus de masse terrestre dans l'hémisphère Nord, et donc plus de vie végétale. C’est pour ça que, généralement, nous voyons les niveaux de CO2 les plus élevés de l'année en mai ou au début juin. Non seulement les niveaux de CO2 augmentent et diminuent avec les saisons, mais le maximum et le minimum de chaque année sont plus élevés que la précédente. Cette augmentation annuelle est le résultat direct de l'utilisation de combustibles fossiles.
Le dioxyde de carbone est considéré comme le « thermostat climatique mondial » de la planète Terre. Cela signifie que, même s'il ne représente qu'un petit pourcentage de l'atmosphère terrestre, l'abondance de ce gaz est le principal régulateur de la température de surface de la planète et donc de son climat. La majeure partie de l'atmosphère terrestre – les 99,9 % constitués d'oxygène, d'azote et d'argon – n'absorbe ni le rayonnement solaire entrant ni le rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre. Si l'atmosphère n'était composée que de ces trois gaz, la chaleur rayonnant de la surface de la Terre s'échapperait dans l'espace aussi rapidement que le rayonnement solaire est absorbé. En conséquence, la Terre serait une planète nettement plus froide, peut-être jusqu'à 30 °C de moins, dans l'ensemble.
Le dioxyde de carbone laisse passer la lumière du soleil sans être affecté, mais il absorbe la chaleur rayonnant du sol. Ce phénomène est similaire au fonctionnement d'une serre – le verre d'une serre laisse passer la plupart de la lumière et des radiations, mais réfléchit les infrarouges – et c'est ce qu'on appelle l'effet de serre, et le CO2 est considéré comme un gaz à effet de serre.
Ainsi, avec une quantité infime de CO2 dans l'atmosphère (environ 0,04 % du total), suffisamment de chaleur est piégée dans l'atmosphère pour que la planète reste assez chaude pour que la vie s'installe et que la civilisation humaine s'épanouisse. L'ajout de plus de CO2 dans l'air entraîne d'ailleurs le piégeage d'une plus grande quantité de chaleur que la normale.
C'est pourquoi nous observons une hausse assez régulière des températures depuis le début de la révolution industrielle, lorsque nous avons commencé à brûler des tonnes de charbon, de pétrole et de gaz. Les autres principaux gaz à effet de serre qui contribuent à la température de surface de la Terre sont la vapeur d'eau, le méthane, l'oxyde nitreux et l'ozone. Aucun d'entre eux ne contrôle cependant le climat de la Terre aussi efficacement que le CO2. Il y a une raison simple à cela : le dioxyde de carbone est le gaz à effet de serre indépendant de la température le plus abondant dans l'atmosphère terrestre.
Comment les périodes glaciaires se sont-elles développées?
Comparés molécule par molécule, le méthane, l'ozone et l'oxyde nitreux sont des gaz à effet de serre plus puissants que le CO2. Toutefois, le dioxyde de carbone est beaucoup plus abondant dans l'atmosphère que ces autres gaz. Sa contribution au réchauffement de la planète reste donc plus importante. La vapeur d'eau est un cas particulier. Non seulement elle est un gaz à effet de serre plus puissant que le dioxyde de carbone, mais elle est aussi plus abondante. Mais la présence de la vapeur d'eau dans l'atmosphère et sa contribution en tant que gaz à effet de serre dépendent entièrement de la température. Si l'on abaisse la température d'un certain degré, la vapeur d'eau se condense en eau liquide, formant des nuages et des précipitations. Si la température est encore plus basse, l'eau gèle.
Le dioxyde de carbone, quant à lui, reste sous forme gazeuse et conserve toute sa puissance en tant que gaz à effet de serre pour toute la gamme des températures observées sur Terre. Bien que le CO2 gèle à -78,5 °C, et que nous ayons vu des températures inférieures à cette valeur en Antarctique, il faudrait que le dioxyde de carbone soit plus concentré pour qu'il gèle de lui-même dans l'air. La raison pour laquelle nous avons de grandes quantités de vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre est due à l'indépendance du dioxyde de carbone par rapport à la température. Si la quantité de CO2 dans l'air diminue, la planète se refroidit, ce qui fait que davantage de vapeur d'eau se condense dans l'air et finit par geler.
C'est ainsi qu'ont débuté certaines périodes glaciaires de l'histoire de la Terre : le CO2 a été retiré de l'air par diverses formes de vie, qui l'ont enfermé dans des minéraux ou enterré en grandes quantités. À mesure que la concentration de gaz à effet de serre diminuait, la planète se refroidissait, ce qui entraînait une augmentation de la neige et de la glace, qui renvoyait davantage de lumière solaire dans l'espace, et la température baissait encore plus. Finalement, cela a provoqué la formation d'immenses glaciers qui ont recouvert une grande partie de la surface de la Terre.
La température moyenne de la planète a augmenté d'environ 1,5 °C depuis 1900
Lorsque les niveaux de dioxyde de carbone ont à nouveau augmenté en raison d'événements tels que des manifestations volcaniques extrêmes ou des décès massifs dans l'écosystème, la planète s'est réchauffée et la période glaciaire a pris fin. Au cours des quelque 10 000 ans qui ont précédé la révolution industrielle, les niveaux de CO2 étaient raisonnablement uniformes, à environ 265 ppm. Par conséquent, le climat de la Terre est resté relativement stable. Les gaz à effet de serre présents dans l'air absorbaient juste assez de la chaleur que la Terre dégageait vers l'espace pour maintenir la température moyenne de la planète à un niveau raisonnablement stable. Cela a permis à la civilisation humaine de se développer. En raison des émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles, la température moyenne de la planète a augmenté d'environ 1,5 °C depuis le début des années 1900.
Le fait de constater ce type d'augmentation de température dans une petite région, sur une courte période, comme dans les prévisions locales pour votre ville sur quelques jours, n'est pas très inquiétant. Cela ne représente qu'une petite quantité d'énergie et la température finira par baisser d'autant.
En revanche, le réchauffement de la planète entière de plus d'un degré, de telle sorte que la température ne redescendra pas de cette valeur dans un avenir prévisible, représente une immense quantité d'énergie investie dans nos systèmes météorologiques et climatiques. Cela nous préoccupe beaucoup lorsqu'il s'agit de phénomènes météorologiques violents et de leur impact potentiel sur la civilisation humaine.
La situation sera encore pire à l'avenir, car les émissions de gaz à effet de serre continuent d'augmenter et la température continue de s'élever avec elles.
*Adapté d'un article de Scott Sutherland de TWN. *
Image de couverture : observatoire de Mauna Loa à Hawaï (Source : Getty images)
