À quoi ressemblait la Terre la dernière fois que les niveaux de CO2 étaient si élevés
« Nous sommes en route vers le Pliocène. »
Climate 101 est une série Indigo Buzz qui répond à des questions provocantes et saillantes sur le réchauffement climatique de la Terre.
La dernière fois que les niveaux de CO2 étaient aussi élevés qu’aujourd’hui, les eaux océaniques ont noyé les terres où existent désormais des métropoles comme Houston, Miami et New York.
C’est une époque appelée Pliocène ou mi-Pliocène, il y a environ 3 millions d’années, lorsque le niveau de la mer était d’environ 30 pieds plus haut (mais peut-être beaucoup plus) et des chameaux géants vivaient dans un Haut-Arctique boisé. Le Pliocène était un monde nettement plus chaud, probablement à environ 5 degrés Fahrenheit (environ 3 degrés Celsius) plus chaud que les températures préindustrielles de la fin des années 1800. Une grande partie de l’Arctique, qui est aujourd’hui en grande partie recouvert de glace, avait fondu. Les niveaux de dioxyde de carbone piégeant la chaleur, un levier de température majeur, oscillaient autour de 400 parties par million, ou ppm. Aujourd’hui, ces niveaux sont similaires mais augmentent sans cesse, à plus de 420 ppm.
L’humanité est actuellement sur la bonne voie pour réchauffer la Terre à des températures semblables à celles du Pliocène d’ici la fin du siècle – à moins que les nations ne réduisent de manière ambitieuse les émissions de carbone dans les décennies à venir. Le niveau de la mer, bien sûr, ne montera pas instantanément de plusieurs dizaines de pieds : des calottes glaciaires épaisses de plusieurs kilomètres mettent des siècles à des milliers d’années à fondre. Mais, de manière critique, l’humanité prépare déjà le terrain pour un retour relativement rapide aux climats du Pliocène, ou à des climats au moins nettement plus chauds qu’aujourd’hui. Ça va vite. Lorsque le CO2 augmente naturellement dans l’atmosphère, des poches d’air ancien conservées dans la glace montrent que cette augmentation du CO2 se produit progressivement, sur des milliers d’années. Mais aujourd’hui, les niveaux de dioxyde de carbone montent en flèche alors que les humains brûlent des combustibles fossiles enfouis depuis longtemps.
« Le CO2 dans l’atmosphère a augmenté de 100 ppm au cours de ma vie », a déclaré Kathleen Benison, géologue à l’Université de Virginie-Occidentale qui étudie les climats passés. « C’est incroyablement rapide géologiquement. »
« Vous n’avez pas besoin d’être un scientifique pour réaliser que quelque chose de totalement étrange se passe, et cette chose étrange, ce sont les humains », a noté Dan Lunt, un climatologue à l’Université de Bristol qui a fait des recherches sur le Pliocène..
Mise à jour du 18 avril 2023 : Depuis la publication initiale de cet article en 2021, les niveaux de CO2 dans l’atmosphère ont continué d’augmenter. Scientifiques a enregistré la première lecture de CO2 dépassant 423 ppm le 16 avril. Dans l’ensemble, en 2022, les concentrations de CO2 étaient en moyenne de 417,2 ppm, ce qui est « plus de 50% au-dessus des niveaux préindustriels », selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Le Pliocène problématique
Bien sûr, il faut beaucoup de temps pour que le niveau de la mer rattrape le réchauffement de la Terre. Mais d’une pléthore d’autres façons, la planète réagit déjà à environ 2 F (1,1 C) de réchauffement depuis la fin des années 1800 : les incendies de forêt augmentent aux États-Unis, les grandes calottes glaciaires de l’Antarctique se sont déstabilisées, les vagues de chaleur battent des records, les tempêtes sont intensifier, et au-delà.
Un réchauffement accru aggravera encore ces conséquences de l’augmentation de la chaleur. Ça va empirer. Mais cela rendra-t-il mauvais le Pliocène ? Cela dépend du facteur le plus volage et le plus imprévisible de l’équation climatique : les humains.
« Les niveaux de CO2 vont augmenter », a déclaré Lunt. « Nous pourrions atteindre le Pliocène en termes de température. Mais cela dépend de la rapidité avec laquelle nous émettons (des gaz à effet de serre). »
« Les niveaux de CO2 vont augmenter. »
Certains des changements induits par l’homme qui se produisent sur Terre aujourd’hui ne seront pas inversés avant des siècles ou des milliers d’années. En grande partie, c’est parce que la civilisation continue de déposer des charges prodigieuses de carbone dans l’atmosphère chaque année, et tous ces gaz piégeant la chaleur ne disparaîtront pas comme par magie de l’air, même si nous arrêtons instantanément d’ajouter du carbone dans l’atmosphère. Au contraire, ils auront des impacts sur la planète – comme la montée progressive des mers et l’acidification des océans — depuis au moins des siècles. Déjà, le niveau de la mer a augmenté de huit à neuf pouces depuis la fin des années 1800, et une estimation prudente, du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat de l’ONU, est que le niveau de la mer augmentera d’un autre pied à deux pieds à la fin du siècle. Mais, cela pourrait très bien être plus comme deux ou trois pieds, ou même plus selon ce que le glacier Thwaites colossal et fondant de l’Antarctique (c’est la taille de la Grande-Bretagne) purge dans la mer ce siècle.
« L’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans sont permanentes à l’échelle humaine », a déclaré Julie Brigham-Grette, géologue à l’Université du Massachusetts à Amherst, qui étudie l’évolution de l’Arctique depuis le Pliocène.
Le Pliocène ne peut certainement pas nous donner toutes les réponses sur l’endroit où nous nous dirigeons. Nous ne savons pas, par exemple, à quelle vitesse les mers ont monté pendant cette période lointaine. Mais le Pliocène nous montre à quel point certaines parties de la Terre sont sensibles à quelques degrés de réchauffement seulement. Par exemple, une grande partie de la vaste calotte glaciaire du Groenland, qui fait deux fois et demie la taille du Texas, a fondu pendant le Pliocène plus chaud. Et des preuves anciennes de plages d’il y a longtempsdaté du Pliocène, montrent où se trouvaient les rivages passés : une hauteur approximative de 30 pieds environ plus élevée qu’aujourd’hui est de mauvais augure.
« Cela signifie que les calottes glaciaires sont vraiment sensibles à un réchauffement modeste », a déclaré Rob DeConto, professeur de climatologie à l’Université du Massachusetts à Amherst, qui étudie la réponse des calottes glaciaires au réchauffement climatique.
Cela n’augure rien de bon pour la civilisation humaine, qui peuple fortement les côtes. « C’est là que la civilisation a construit une grande partie de son infrastructure », a déclaré DeConto. « Nous sommes une espèce qui gravitait vers la côte. »
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Chaleur pliocène
Les niveaux de CO2 de la Terre ont toujours naturellement oscillé. Les humains n’existaient pas (et n’existeraient pas pendant des millions d’années) pendant le Pliocène – bien que nos ancêtres primates hirsutes se promenaient déjà en Afrique à l’époque.
Alors, qu’est-ce qui explique les niveaux élevés de CO2 du Pliocène (400 ppm) sans un monde de voitures énergivores et de centrales électriques au charbon ? La réponse réside dans le temps profond.
Bien avant le Pliocène, les niveaux de CO2 étaient extrêmement élevés à l’époque des dinosaures (qui s’est terminée il y a 65 millions d’années), peut-être entre 2 000 et 4 000 ppm.. D’énormes émissions de CO2, dues à un volcanisme incessant et extrême, ont chauffé la Terre et permis aux dinosaures de parcourir un Antarctique étouffant. Mais sur des millions d’années, les processus naturels de la Terre (en particulier le processus lent, broyeur mais puissant des roches absorbant le CO2 de l’atmosphère, surnommé « le thermostat de la roche ») a progressivement réduit les niveaux de CO2 à environ 400 ppm au cours du Pliocène. (Nous le savons parce qu’il y a des effets indirects, bien que fiabledes moyens d’évaluer les niveaux de CO2 de la Terre il y a des millions d’années, y compris la composition chimique du plancton mort depuis longtemps et les preuves stockées dans les cellules respiratoires, ou stomates, des plantes anciennes.)
« Nous sommes en route vers le Pliocène. »
Après le Pliocène, la Terre a continué à extraire le CO2 de l’air, fixant finalement les niveaux de CO2 entre 200 et 280 ppm pendant les périodes glaciaires les plus récentes, lorsque les mammouths, les mastodontes et les paresseux géants dominaient une Terre plus froide, et que les humains sont finalement apparus. Mais l’humanité, en déterrant et en brûlant rapidement des combustibles fossiles, a maintenant rapidement ramené le CO2 aux niveaux du Pliocène.
« En 150 ans, nous avons complètement inversé tout ce que le » thermostat de roche « a fait au cours des 3 derniers millions d’années », a expliqué Brigham-Grette. « La transition d’un Arctique chaud à un Arctique froid avec des calottes glaciaires a pris un million d’années. Nous en sortons en moins de 150 ans. »
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En effet, l’Arctique a radicalement changé au cours des 40 dernières années seulement. La banquise arctique est en déclin rapide. La fonte du Groenland est hors du commun.
L’humanité, heureusement, a encore la capacité de stabiliser les températures de la Terre au cours de ce siècle à des niveaux qui éviteraient des impacts catastrophiques comme des tempêtes plus extrêmes, la dévastation des coraux, la chaleur accablante et au-delà. Mais, à partir de maintenant, nous sommes sur une trajectoire vers les climats d’il y a 3 millions d’années. (Et à certains égards – notamment le CO2 atmosphérique – nous y sommes déjà.)
« Nous sommes en route vers le Pliocène », a déclaré Brigham-Grette.
Cette histoire a été initialement publiée en avril 2021 et a été mise à jour avec plus d’informations sur l’augmentation drastique du CO2 dans l’atmosphère terrestre.
