Avenir écologique de la Terre

       Effet de serre, augmentation de la température globale de la planète, changement de climat etc.., autant de termes alarmants sur notre avenir. Qu’en est-il exactement ? Se préoccupe-t-on sérieusement de ces problèmes ? Ce sont des questions aux quelles ce petit essai va tenter de répondre.
Le fait qui inquiète le plus la communauté internationale est l’augmentation de la température moyenne de la terre. Ce phénomène est-il du à une cause indépendante de l’activité humaine ou sommes nous responsables ? Il semble que la réponse à cette question fasse de plus en plus l’unanimité des experts, la responsabilité des hommes est engagée.
Tout d’abord quelques définitions pour savoir de quoi il est question.

Le climat

D’une manière générale, notre climat est défini par l’interaction complexe d’un certain nombre d’éléments principaux, à savoir le soleil, la terre, la mer, l’air, la calotte glaciaire de la Terre, la faune et les autres formes de vie.
Le climat de la planète a-t-il toujours été stable ? la réponse est nettement non.
Des chercheurs de différentes disciplines tels que des historiens, des paléobotanistes, des glaciologues, des anthropologues etc… ont pu montrer que le climat de la Terre a beaucoup varié durant l’ère quaternaire (depuis environ 1,87 million d’années). Il a traversé des périodes froides (glaciaires) et des périodes chaudes (interglaciaires). Il est généralement admis actuellement que ces cycles, d’origine naturelle, sont essentiellement gouvernés par la position de la Terre par rapport au soleil : l’attraction des autres planètes modifie légèrement le mouvement de la Terre autour du soleil et ces variations lentes modulent la répartition d’énergie reçue au cours des saisons. Elles suivent des oscillations de période de 100.000, 41.000, 23.000 et19.000 ans. Nous sommes actuellement dans une période interglaciaire et nous devrions connaître dans quelque 20.000 ans une nouvelle glaciation qui atteindra son maximum 40.000ans plus tard.
D’autres phénomènes, comme l’effondrement des glaciers polaires à partir d’une taille critique s’étalant sur des durées de 500 à 1000 ans, et répandant d’énormes icebergs jusqu’à des latitudes très basses, ou la modification de courants océaniques comme le gulf stream (responsable du climat tempéré de l’Europe du nord) ou encore ENSO : " El Nino Southern Oscillation " (une interaction atmosphère océan qui se produit avec une fréquence de deux à dix ans dans le Pacifique sud et qui est responsable d’anomalies climatiques touchant l’Amérique du sud et l’Asie du sud-est) etc…peuvent provoquer des modifications locales très importantes du climat en contradiction avec l’évolution générale due à la position de la Terre par rapport au soleil. Alors se produisent localement des variations de la température moyenne de grandes régions, pouvant atteindre plusieurs degrés et s’étendre suivant le phénomène sur des siècles ou sur une année. C’est sans doute un événement de ce type qui explique le refroidissement observé du XVIIe au XIXe siècle en Europe.
Les éruptions volcaniques de grande ampleur sont également un phénomène naturel susceptible de refroidir de grandes surfaces de la planète pendant quelques années en envoyant dans l’atmosphère des particules de cendre qui interceptent une partie du flux solaire.
Enfin le cycle d’activité du soleil d’une période de 11 ans en général peut perturber le climat dans un sens contraire à la tendance principale
Il est très important de noter que la température moyenne globale de la planète ne semble pas avoir subi de variations supérieures à 5°C entre les périodes de glaciation et d’inter-glaciation qui sont de l’ordre de 100 000 ans, ce qui laissait aux espèces vivantes qui peuplaient la planète le temps de s’adapter. Sur des périodes de quelques milliers d’années, les variations sont de l’ordre du degré et les fluctuations interannuelles de l’ordre de 0,1 à 0,2 degré.

La composition de l’atmosphère

Les chercheurs ont également montré que la composition de l’atmosphère de la terre n’a jamais été très stable : depuis la formation du globe la teneur en gaz carbonique ou en méthane a beaucoup varié. Mais là encore ces variations ont eu lieu sur des périodes de temps très longues laissant à la nature le temps de s’adapter.

L’effet de serre

C’est l’un des principaux phénomènes qui déterminent la température qui règne sur une planète
L’ "effet de serre" est le terme courant qui désigne l’un des rôles que joue l’atmosphère dans l’écosystème de la planète. La Terre reçoit l’énergie du soleil sous forme de rayonnements à ondes courtes. Elle absorbe la majeure partie de cette énergie et la réémet sous forme de rayons infrarouges. Certains de ces rayons s’échappent instantanément dans l’espace, mais la plupart sont absorbés par la vapeur d’eau et divers autres gaz, dits gaz à effet de serre comme le gaz carbonique, le méthane etc…ce qui a pour effet de réchauffer la basse atmosphère et la surface de la Terre. Grâce à ce phénomène naturel de l’effet de serre, la température moyenne à la surface de la Terre est plus élevée qu’elle ne le serait si tous les rayons pouvaient s’échapper d’un seul coup. Elle est d’environ 15°C (degrés Celsius) alors qu’en l’absence de l’effet de serre, elle serait inférieure de 33 °C, c’est-à-dire égale à -18 °C.
C’est aussi l’effet de serre qui explique que la planète Vénus qui ne reçoit que le huitième du flux solaire reçu par la terre ait une température de l’ordre de 500°C . Son atmosphère est constituée essentiellement de gaz à effet de serre (gaz carbonique, vapeur d’eau, acide sulfurique pour les plus actifs), alors que celle de la Terre est composée pour 99 ;9% d'azote et d'oxygène, les gaz à effet de serre comme le gaz carbonique, la vapeur d’eau, le méthane etc…n’existant qu’à l’état de traces.

Quelle est l’action de l’homme sur la planète ?

Divers phénomènes naturels ont toujours fait varier les concentrations des constituants atmosphériques ; ainsi les volcans libèrent des gaz chlorés et soufrés dans la troposphère (les 10 à15 km inférieurs de l’atmosphère) et dans la stratosphère ( entre 10 et 50 km d’altitude). Mais depuis environ deux siècles l’atmosphère de la Terre a été bouleversée par la production d’énergie à partir de combustibles fossiles (charbon et pétrole), diverses pratiques industrielles et agricoles, le brûlage de la végétation et le déboisement, qui libèrent des quantités croissantes de gaz polluants et souvent à effet de serre.. Ils sont jugés responsables de l’accroissement de la température moyenne de la Terre constatée depuis quelques décennies.
Les émissions de gaz les plus néfastes sont: les oxydes d’azote, le dioxyde de soufre, l’ozone, les chlorofluorocarbures, le gaz carbonique et le méthane.
Les oxydes d’azote et le dioxyde de soufre proviennent essentiellement de la combustion du charbon, des divers dérivés du pétrole et du bois. Ils se transforment en acide nitrique et sulfurique qui retombent sur le sol sous forme de pluies acides, ou sont directement entraînés par des particules solides. Ils sont responsables de l’acidification des lacs scandinaves et de l’Amérique du Nord, réduisant les populations de poissons et leur diversité, et du dépérissement des forêts de l’Europe et du nord-est des Etats- unis. Mais ils jouent aussi un rôle dans l’effet de serre. Leur teneur étaient très faibles dans l’atmosphère avant l’ère industrielle.
L’ozone se forme dans la basse troposphère lorsque le rayonnement solaire agit sur les oxydes d’azote et les hydrocarbures des gaz d’échappement des automobiles. Il est un des principaux constituants de ce que l’on appelle le " Smog " (contraction des mots anglais " smoke " : fumée et " fog " :brouillard) qui pollue les grands agglomérations urbaines. Il irrite les yeux, engendre des maladies respiratoires et endommage les arbres et les cultures. Mais il existe aussi un ozone " naturel ", représentant 90% de la quantité totale, et qui se trouve sous la forme d’une couche stratosphèrique où il joue un rôle primordial pour la vie sur la planète en interceptant les rayons ultraviolets provenant du soleil.
Les chlorofluorocarbures ont été utilisés pendant quelques décennies comme agents réfrigérants, agents propulseurs d’aérosols et agents soufflants dans la fabrication des mousses. Ils n’ont aucune toxicité directe, mais ont le pouvoir de détruire l’ozone stratosphérique . C’est aussi un gaz à effet de serre. Ils n’existaient pas dans l’atmosphère avant l’ère industrielle.
Le gaz carbonique provient essentiellement de la combustion des énergies fossiles et du déboisement des régions tropicales. C’est un des principaux gaz à effet de serre.. Sa concentration dans l’atmosphère a augmenté de 30% depuis l’avènement l’ère industrielle, à 367 ppm (parties par million)..
Le méthane est un des constituants naturels de l’atmosphère. Il provient de décomposition bactérienne de matières organiques. Sa concentration a commencé à augmenté il y a 300 ans, et cette augmentation est devenue très rapide il y a 100 ans ; elle atteint actuellement 1,7 ppm, soit une augmentation de l’ordre de 145%. Les nouvelles émissions de méthane proviennent de la culture du riz, de l’élevage, de la combustion de la biomasse , de l’activité microbienne dans les décharges, des fuites de gaz lors d’exploitation des gisement de charbon etc…

La réaction des hommes

Les constatations de plus en plus alarmantes sur les modifications apportées par l’action des hommes sur la nature ont amené la communauté internationale à prendre conscience du danger et à commencer à réagir par un certain nombre d’initiatives dont les principales sont :
1979: Première conférence mondiale sur le climat
Organisée à Genève par l’Office Météorologique Mondial (OMM), elle lance un programme mondial de recherche, le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) et l’International Council of Scientific Unions (ISCU)
1988: Création du groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat
l’OMM et le PNUE créent conjointement un comité intergouvernemental désigné par le sigle IPCC (International Panel on Climate Change), ou GIEC en français (Groupe Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) qui réunit plusieurs centaines des meilleurs scientifiques du monde. Sa mission est d’évaluer (i) les données scientifiques disponibles sur l'évolution du climat, (ii) les incidences écologiques et socio-économiques de cette évolution et (iii) de formuler des stratégies de parade, dites d' atténuation et d'adaptation.
Le GIEC a notamment produit un premier rapport d'évaluation en 1990, un second rapport d'évaluation en 1995, et vient de publier un troisième rapport en janvier 2001. Ces rapports sont plus particulièrement destinés aux décideurs du monde entier.
1989 : Seconde conférence mondiale sur le climat
Elle réunit 137 états et la communauté européenne, dont les 12 membres viennent de s’engager à stabiliser leurs émissions de gaz carbonique au niveau de 1990 d’ici l’an 2000. La déclaration finale préconise l’instauration d’une convention internationale sur les changements climatiques.
1990: Création du Fonds pour l’Environnement Mondial
Ce mécanisme financier des pays développés a pour objet d’aider les pays en développement à s’attaquer à 4 grands problèmes d’environnement, dont le réchauffement climatique et l’appauvrissement de la couche d’ozone.
1992: Création d’une Convention - cadre sur les changements climatiques à Rio
Signée à Rio de Janeiro en juin 1992 dans le cadre du Sommet de la Terre, elle constitue la pièce maîtresse de la lutte mondiale contre le changement climatique. Entrée en vigueur en mars 1994, son article 2 précise son objectif : stabiliser les concentrations de gaz a effet de serre dans l’atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique. Les pays développés, les pays en transition et l’Union Européenne, inscrits dans l’annexe I de la convention, s’engagent à stabiliser leurs émissions de gaz a effet de serre d’ici a l’an 2000 au niveau des émissions de 1990. Dans l’annexe II, les pays développés et l’ Union Européenne s’engagent à financer les coûts encourus par les pays en développement pour respecter leurs engagements.
1995: Second rapport du GIEC
En décembre 1995, le second rapport du GIEC confirme la responsabilité humaine dans le changement climatique et la nécessité d’une action préventive, en vertu du principe de précaution
1997: Troisième session de la Conférence des Parties, Protocole de Kyoto
Renforcement de la réponse internationale à l’évolution du climat, le protocole de Kyoto fixe des objectifs chiffrés juridiquement contraignants de réduction des émissions des pays développés : 5,2% de réduction à atteindre en 2008/2012 par rapport au niveau de 1990, grâce à un objectif national pour chaque pays. Le Protocole vise les 6 principaux gaz à effet de serre . Il met l’accent sur les politiques et mesures intérieures effectivement capables de réduire les émissions et innove en ouvrant un crédit aux Parties qui réduisent les émissions dans d’autres pays.
1998: Quatrième session de la Conférence des Parties, Plan d’action de Buenos Aires
Mise au point d’un calendrier de travail avec pour en vue de la sixième conférence des parties de novembre 2000. Il prévoit l’élaboration progressive des règles de mise en œuvre du Protocole de Kyoto : le système d’observance, le fonctionnement des échanges de crédits d’émissions…
1999: Cinquième session de la Conférence des Parties à Bonn
Négociations sur le thème du Plan d’action de Buenos Aires.
Novembre 2000 : Sixième conférence internationale à la Haye
Aboutissement du Plan d’action de Buenos Aires. C’est un constat d’échec: aucun pays n’a commencé à satisfaire les réductions préconisées; les Etats-Unis ne sont pas prêts à respecter les objectifs du protocole de Kioto. Un débat s’est ouvert entre d’un coté Américains, Australiens et Canadiens et de l’autre Danois et autres Européens et enfin plusieurs membres du G77 (pays en développement). Le litige a porté sur la possibilité pour les pays développés d’une prise en compte aussi large que possible des " puits de carbone ", et sur les échanges de " permis d’émission ". Les puits de carbone sont constitués par les forêts en période de croissance qui absorbent beaucoup de gaz carbonique, et les échanges de permis d’émission consistent à acheter par les pays très pollueurs le droit de polluer à des pays peu pollueurs. En juillet prochain devraient se continuer les discussions sur le protocole de Kioto
Janvier 2001: Troisième rapport d’évaluation du GIEC.
Ce rapport se révèle plus pessimiste que celui de 1995. La mise à jour des données scientifiques, apportent des preuves d’une influence humaine sur le climat mondial plus convaincantes qu’à l’époque. De très forts indices semblent imputer aux activités humaines l’essentiel du réchauffement de la planète constaté pendant les cinquante dernières années.

L’état de lieux à la fin du XXe siècle :

La température moyenne à la surface de notre planète a augmenté de 0,6 plus ou moins 0,2 degré depuis 1861. Soit 0,15 degré de plus que ne le prévoyait le rapport précédent.
Le XXe siècle a probablement connu le réchauffement le plus important depuis 1000 ans. La décennie 90 a été la plus chaude du XXe siècle, et l’année 98 a été l’année la plus chaude.
La couverture neigeuse et l’extension des glaces ont diminué de 10% depuis les années 1960. Les observations montrent que la période de glaciation des lacs et des rivières a diminué de deux semaines dans l’hémisphère nord pendant le XXe siècle en même temps que se produisait un retrait des glaces de montagne. Depuis 1950 la superficie des glaces de mer a diminué de 10 à15% dans l’hémisphère nord. Par contre la variation de l’extension des glaces de l’Antarctique, ne montre pas de tendance significative depuis 1970, date à partir de laquelle le phénomène est observé par satellite.
Le niveau des moyen des mers s’est élevé de 10 à 20 cm pendant le XXe siècle et le contenu en chaleur des océans s’est accru.
Les précipitations ont augmenté de 0,5 à1 % par décennies sur la plupart des continents de moyenne et haute latitude de l’hémisphère nord, et de 0,2 à 0 ,3 % par décennie dans les zones intertropicales. Il y a eu également une augmentation de 2 % de la couverture nuageuse au-dessus des latitudes moyennes et hautes au cours du XXe siècle.
El Nino a été plus fréquent, plus durable et plus intense depuis le milieu des années 1970, en comparaison avec les cent années précédentes.

Prévision d’évolution jusqu’en 2100

Pour évaluer l’évolution de ces changements et leur impact sur le climat , des experts ont mis au point des modèles informatiques testés sur des périodes de temps de la vie de la planète dont les paramètres influant sur le climat sont bien connus et les ont alors appliqués au XXIe siècle. Il y a encore des différences entre les résultats proposés par les différents modèles testés suivant les paramètres et le type d’interactions qu’ils prennent en compte (océan,- atmosphère, atmosphère-végétation ou océan-atmosphère-végétation) , mais les mesures devenant toujours plus précises et nombreuses, et la puissance des ordinateurs augmentant sans, cesse ces modèles deviennent de plus en plus fiables et leurs résultats convergents.
Les émission de gaz carbonique vont continuer à influencer le climat au XXIe siècle. Les modèles utilisés prévoient qu’en 2100 le taux de ce gaz dans l’atmosphère devrait atteindre 540 à 970 ppm, alors qu’il était de 270 ppm en 1870.
Les calculs de concentration des autres gaz à effet de serre et des aérosols d’ici 2100 varient beaucoup suivant les modèles utilisés. On s’attend généralement à une augmentation , mais pour le méthane ils indiquent une fourchette variant entre –190 et + 1970 ppb (parties par milliard).

L’ozone troposphérique continue à augmenter.

La température de la surface du globe devrait encore augmenter de 1,4 à 5,8°C d’ici 2100. Ce rythme d’augmentation est plus important que celui observé pendant le XXe siècle et sans précédent depuis les 10 derniers millénaires. La moyenne d’élévation devrait être plus importante sur les continents que dans les océans. Le réchauffement devrait toucher plus particulièrement les régions situées aux hautes latitudes nord pendant la saison froide, telles que le nord de l’Amérique du Nord et le nord et le centre de l’Asie.
La quantité moyenne de vapeur d’eau atmosphérique et les précipitations augmenteront au cours du XXIe siècle particulièrement en hiver et sur les hautes et moyennes latitudes ainsi qu’en Antarctique.
Le phénomène El Nino ne devrait pas augmenter d’amplitude, mais le réchauffement climatique devrait accroître ses effets dans différentes régions du globe.
Le niveau moyen des mers pourrait augmenter de 9 à 88 cm. Cette fourchette tient aux imprécisions concernant la fonte des glaciers et des calottes polaires.
La couverture neigeuse, la glace de mer, les glaciers et les calottes polaires devraient encore voir leur surface diminuer et ce plus particulièrement dans l’hémisphère nord.
La plupart des facteurs naturels( soleil et éruption volcaniques) ne devrait représenter qu’un cinquième du réchauffement total. Le rôle des nuages est présenté comme une interrogation majeure. Les experts du GIEC ne s’engagent pas sur la multiplication des événements météorologiques majeurs : probables dans l’hémisphère nord, aucune tendance n’est encore décelable dans les régions tropicales. La reforestation ne pourra jouer qu’un rôle marginal dans la lutte contre l’effet de serre.
Les experts scientifiques estiment que la communauté internationale dispose déjà de nombreuses technologies qui pourraient contribuer à lutter contre le réchauffement planétaire. Mais il faut agir vite pour qu’elles aient une certaine efficacité. Elles consistent en l’utilisation d’énergies propres permettant de réduire la consommation d’énergies fossiles (énergie solaire, énergie de la biomasse et pour certains énergie nucléaire etc …), et en l’améliorations des techniques actuelles.
Cependant le " high tech " ne suffira pas et il sera nécessaire de prendre des mesures de politique énergétique qui pourraient aller jusqu’à bouleverser les modes de vie. Les pays développés devront prendre de nouveaux engagements quantifiés de réduction de leur rejet de gaz polluants, plus contraignants que ceux pris dans le cadre du protocole de Kioto . Les pays en développement devront eux aussi à plus ou moins brève échéance ralentir la croissance de leurs émissions polluant l’atmosphère..

Conclusion

Les preuves démontrant que l’homme perturbe le climat s’accumulent d’année en année. Cependant paradoxalement le discours économique semble prendre le pas sur l’expertise scientifique, comme l’a illustré le récent échec de la conférence de la Haye. La perspective d’une politique internationale cohérente ne semble pas proche. Mais comme l’écrit Pascale Delecluse :
" Peut-être que la première mesure à prendre serait d’ordre pédagogique, Le changement climatique, ce n’est pas seulement des multinationales qui polluent, c’est le chauffage, le transport : cela concerne chacun de nous. Le climat ne relève plus de la fatalité ; l’humanité a le pouvoir d’agir, en bien ou en mal. Cela nous donne une responsabilité nouvelle. Il ne suffit plus d’agiter des prophéties apocalyptiques ; il faut faire face à une réalité qui change, alors que nous avons été habitués à une grande stabilité. Ce n’est pas forcément facile à vivre ".
Pierre MAGNE
Courriel: pmagne@worldonline.fr
Bibliographie : Cet essai a été réalisé à l’aide des articles suivants
Pour la science N° 145, Nov. 1989
Stéphen SCHNEIDER, " Le changement des climats ", pg.46 à 54
Thomas GEADEL & Paul CRUTZEN, " L évolution de l’atmosphère ", pg.36 à 44
La Recherche, 243, Mai 1992, vol. 23
Robert SADOURNY, " L’homme modifie-t-il le climat ? ", pg. 522 à 531s
Régis COURTIN, Chris. P. MCKAY & J. POLLACK, " L’effet de serre dans le système solaire ", pg. 543 à 549
Gérard LAMBERT, " Les gaz à effet de serre ", pg. 550 à556
Jean-claude DUPLESSY, " Les certitudes des paléoclimatologues ", pg.558 à569
David E. PARKER & Kris K. FOLLAND, " Peut-on mesurer la température " , pg. 584 à 590
Jean-Fraçois MINSTER & Liliane MERLIVAT, " Où va le gaz carbonique ? Le rôle des océans ", pg.592 à 604
Jan GOUDRIAAN, " Le réchauffement et la végétation ", pg.606 à 609
La recherche, 321, juin 1999 : " Changement climatique, les leçons du passé "
Sylvie JOUSSAUME & Joël GUIOT , " Reconstruire les chauds et les froids de l’Europe, concilier modèles numériques et données ", pg.54 à 59
Laurent LABEYRIE & Jean JOUZEL, " Les soubresauts millénaires du climat ", pg. 60 à 63
Christian PFISTER, " Le puzzle climatique des historiens ", pg. 64 à 68
Anders MOBERG & Gaston DEMAREE , " Ce que nous apprennent les thermomètres ", pg .69 à 71
Heinz WANNER , " Le balancier de l’atlantique nord ", pg.72 & 73
Hervé KAMPF , " Les scientifiques prévoient un réchauffement accru de la planète ", Le Monde, 3 nov. 2000
Hervé MORIN, " Dramatique mise en garde de l’ONU sur le réchauffement de la planète ", Le Monde, 21 fev. 2001
Christine GALLUS, " Les scientifiques ont révisé leurs modèles … pour les décennies à venir ", Le Monde, 21 fev..2001
Michel de Pracontal, " Harro sur l’effet de serre ", Le Nouvel Observateur, 28 dec.2000-3 janvier 2001
Internet : mots clés : Effet de serre, changements climatiques, IPCC…

Soleil couchant
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