Getty Images | Aurich Lawson
Grâce aux émissions débridées de gaz à effet de serre, notre planète assemble une version climatique du monstre du Dr Frankenstein. Nous avons encore de la glace des parties les plus chaudes du Pléistocène, même si notre température approche des niveaux plus chauds du Pliocène d’il y a 3 millions d’années. Pendant ce temps, notre CO2 se situe entre le Pliocène et le Miocène d’il y a 10 millions d’années, et nous risquons une serre éocène jamais vue depuis 40 millions d’années.
À un moment donné, cette fusion non naturelle de parties climatiques incongrues doit se résoudre en un nouvel équilibre, mais à Quel point? Et à quoi ressemble cet équilibre ? Cela dépend en grande partie de nous, en fonction de la vitesse à laquelle nous atteignons zéro émission nette de gaz à effet de serre. Mais cela dépend aussi de notre planète : à quel point elle est « sensible » aux gaz à effet de serre et à quelle vitesse elle réagit aux changements.
Découvrir la sensibilité de notre planète aux gaz à effet de serre est un « Saint Graal » pour les scientifiques depuis les années 1970, mais elle a obstinément résisté aux tentatives de la contraindre. Le mieux que nous puissions faire est une large plage : 1,5° à 4,5° C de réchauffement si CO2 les niveaux doublent. C’est une plage de température énorme, et nous allons probablement doubler le CO préindustriel2 niveaux au cours de ce siècle, même si nous voulons éviter un réchauffement au-dessus de 2 °C. La réduction de cette plage sera essentielle pour comprendre à quoi ressemblera notre climat de type Frankenstein lorsqu’il s’installera dans un nouvel équilibre.
Nous avons laissé l’Holocène derrière nous
Une partie de l’incertitude est due au fait que nos enregistrements d’instruments ne capturent qu’une courte partie du climat frais que nous avons laissé derrière nous. D’ici 2100, nous sommes sur la bonne voie pour des températures mondiales comprises entre ~2,7°C et 3,6°C plus chaudes que l’ère préindustrielle. C’est plus chaud que tout l’Holocène, la période géologique depuis la dernière glaciation dans laquelle la société humaine avec l’agriculture, les villes et l’industrie a prospéré.
« Nous parlons d’un réchauffement comparable à celui du Pliocène », m’a dit le Dr Jessica Tierney de l’Université de l’Arizona, « mais au CO2 des niveaux qui… nous ramèneraient plus loin dans le temps pour… probablement [the] Période chaude du Miocène.
Au Pliocène, nos ancêtres étaient des Australopithes pas encore pleinement engagés dans la vie hors des arbres. La majeure partie de la glace actuellement sur le Groenland et l’Antarctique occidental n’était pas là, et le niveau de la mer était entre cinq et 25 mètres plus haut qu’en 1900. Au Miocène, nos ancêtres étaient encore des singes, le niveau de la mer était peut-être 48 mètres plus haut et certaines parties de l’Antarctique étaient recouverts de forêts luxuriantes.
« Les climats anciens sont notre seul contexte pour ce à quoi ressemble un monde chaud », a déclaré Tierney. « Nous demandons à nos modèles de le simuler pour nous, mais si nous voulons savoir ce qui se passe réellement dans un2 monde, nous devons chercher des exemples dans le passé.
Tremper un orteil dans les mers anciennes
Pour ce faire, vous devez d’abord mesurer ces anciennes températures et le CO2 niveaux.
Comme il n’y avait pas de thermomètres ou de spectroscopes infrarouges à l’époque, les scientifiques utilisent des mesures indirectes, ou « proxies », des éléments qui modifient leur composition chimique, isotopique ou physique proportionnellement aux changements de température, de CO2 niveaux, voire des précipitations. Il existe une multitude de tels proxys parmi lesquels choisir, allant du banal (divers ratios d’éléments et d’isotopes) au bizarre (urine de rat pack, cire de feuille, écailles de mites et pores de feuille).
Chaque proxy est calibré pour permettre la conversion en valeur climatique pertinente, comme la température, le CO2, régime des précipitations, etc. Cet étalonnage est souvent loin d’être simple, de sorte que les proxys étaient généralement considérés comme trop incertains et bruyants pour limiter beaucoup les chiffres de sensibilité climatique. Mais cela a changé.
Pour donner un exemple, les estimations de température pour l’Éocène variaient énormément. C’était clairement l’une des périodes les plus chaudes de l’histoire de la planète, avec des conditions censées correspondre à notre avenir extrême et improbable, le pire des cas et les émissions élevées. Pourtant, les estimations de combien il faisait exactement plus chaud que l’ère préindustrielle variaient énormément, de 9 ° à 23 ° C de plus. Les incohérences entre les proxys, les méthodes et les délais s’ajoutent au bruit.
Plusieurs projets visent à résoudre ces problèmes. Dans un exemple, le Dr Gordon Inglis de l’Université de Southampton, avec l’aide de collègues, a soigneusement organisé et analysé une vaste collection de procurations avec une couverture mondiale raisonnable. « Nous avons examiné plusieurs méthodes (pour la première fois) et les avons appliquées au même ensemble de données (pour la première fois) », m’a dit Inglis par e-mail l’année dernière. « Cela permet une comparaison pomme pour pomme entre les méthodes. »
L’estimation de l’équipe des températures du début de l’Éocène suggère que l’ère était de 10 à 16° C plus chaude que l’ère préindustrielle. Cette estimation est plus robuste et précise qu’auparavant, permettant aux scientifiques d’estimer une sensibilité climatique pour notre époque de 3,1°C de réchauffement par CO2 doublant, validant la valeur dans le dernier rapport du GIEC. Mais l’approche rigoureuse de l’équipe a mis en évidence certains problèmes. Un indicateur de température marine basé sur la graisse microbienne appelé « TEX86 », par exemple, a tendance à donner des températures plus chaudes que d’autres indicateurs, et certains indicateurs terrestres (fossiles de feuilles, pollen et produits chimiques appelés « GDGT ramifiés » provenant des bactéries du sol et de la tourbe) max lorsque leur température ambiante est d’environ 25° à 30° C.
« Si nous excluons les données terrestres… nous obtenons des estimations de température beaucoup plus élevées », a expliqué Inglis.
Les données proxy marines sont souvent mesurées à partir de minuscules cadavres de plancton qui ne mesurent que 0,01 millimètre (0,004 pouce) de large. Les isotopes de l’oxygène dans les restes de plancton nous indiquent la température de l’eau de mer dans laquelle le plancton vivait, mais ces isotopes peuvent changer dans leurs tombes sédimentaires au cours des millions d’années avant d’être échantillonnés.
Ce problème a affecté les premiers travaux qui suggéraient que les climats chauds du passé avaient des tropiques à peu près aussi froids qu’aujourd’hui. Il s’est avéré que les isotopes de ces minuscules squelettes avaient été réinitialisés après la mort par les eaux souterraines froides, alors maintenant les scientifiques n’utilisent que des cadavres vierges qui ont été rapidement enfouis dans l’argile, scellant ainsi l’eau.
À d’autres moments, des incohérences entre différents laboratoires ont inondé le signal climatique, de sorte que les scientifiques ont fabriqué des produits chimiques de référence standard pour garantir que les laboratoires ont une base de référence cohérente. Cette incertitude réduite dans le CO ancien2 mesures basées sur les isotopes du bore d’un ordre de grandeur. Parallèlement, des instruments de plus en plus sensibles ont permis d’obtenir de meilleurs résultats à partir d’échantillons plus petits, ouvrant la porte à de nouvelles techniques plus robustes.
Ces efforts ont valu aux climats anciens (« paléoclimats ») un pied d’égalité avec d’autres sources de données alors que les scientifiques cherchent à réduire l’incertitude climatique pour notre avenir. « Ces périodes paléo sont potentiellement un outil très puissant pour nous permettre de régler nos modèles », m’a dit le professeur Dan Lunt de l’Université de Bristol.