Et si le réchauffement récent provoqué par l’homme nous avait évité une entrée accélérée dans la prochaine phase glaciaire, avec une banquise s’étendant déjà jusqu’au Canada ? Telle est l’hypothèse provocatrice mais très sérieuse de William F. Ruddiman. Selon ce paléoclimatologue, l’influence humaine sur le climat a réellement débuté voici 8000 ans et elle a été suffisante pour modifier l’évolution attendue de notre phase interglaciaire. Explications.
William F. Ruddiman est professeur au département des sciences de l’environnement à l’Université de Virginie, spécialisé en géologie marine, paléoclimatologie et paléo-océanographie. Il est réputé auprès de ses collègues pour la qualité et la précision des travaux. Aussi l’hypothèse qu’il a développée depuis le début des années 2000 est-elle prise au sérieux par les climatologues. Selon elle, l’effet de l’homme sur le climat est nettement perceptible depuis l’Antiquité. Et sans ce réchauffement induit par les activités humaines, notre Terre serait déjà bien avancée vers une nouvelle phase de glaciation. W.F. Ruddiman a exposé ses vues dans plusieurs articles de recherche, ainsi que dans un article et un livre de vulgarisation (Ruddiman 2001, 2003, 2005a, 2005b, 2005c).
En 2003 paraît dans la revue Climatic Change un article au titre provocateur : « L’ère de l’effet de serre anthropogénique a commencé voici plusieurs milliers d’années ». Jusqu’à présent, la majorité des experts du climat considére que les émissions de gaz à effet de serre sont négligeables avant la révolution industrielle et le boom démographique qui l’a accompagnée. Ruddiman n’en pense rien.
Le point de départ de son travail est l’analyse des concentrations de gaz carbonique (CO2) et de méthane (CH4) sur les longues périodes, telles qu’elles sont révélées par les forages glaciaires. Les glaces emprisonnent des indices du climat passé, qu’il s’agisse de la température ou de la composition atmosphérique, dans des petites bulles d’air dont l’analyse permet d’observer la présence de gaz et de différents isotopes atomiques (carbone, oxygène, thorium, béryllium, etc.). Le carottage de ces glaces dans les régions polaires, surtout l’Antarctique, permet ainsi de remonter à plusieurs centaines de milliers d’années (environ 620.000 ans aujourd’hui).
L’analyse des carottages montre des cycles réguliers de glaciation et de déglaciation, caractéristiques du climat de l’ère Quaternaire. Ces cycles ont une cause astronomique mise en lumière par Milankovitch (1924). Celui qui nous intéresse ici est le cycle de l’excentricité de l’orbite terrestre, qui intervient tous les 100.000 ans environ et pour lequel le dernier maximum d’excentricité a été atteint voici environ 16.000 ans. La variation d’orbite détermine de vastes phases de glaciation entrecoupées de courts épisodes tempérés. Notre période, l’Holocène, fait partie de ces phases plus douces. Lorsque la température se réchauffe ainsi sous l’influence du soleil, la production de CO2 et de CH4 augmente automatiquement, en raison notamment des réactions des océans et de la biosphère à l’apport thermique.
Ce jeu des astres et de l’atmosphère a justement une régularité toute astronomique. Or, en examinant ce que disent les carottages glaciaires, Ruddiman a mis en en évidence ce qu’il croit être une anomalie de taille. Au cours des 8000 dernières années, la concentration atmosphérique de CO2 s’est élevée à 280-285 ppm (avant l’ère industrielle), tandis que celle de CH4 a augmenté à 700 ppb au cours des 5000 dernières années. Mais si l’on se réfère aux trois précédentes phases interglaciaires (stages isotopiques 5, 7 et 9), la concentration de gaz carbonique aurait normalement dû chuter à 240-245 ppm et celle de méthane à 450 ppb.
Un effet se serre sensible depuis 8000 ans ?
Pour Ruddiman, l’explication de cette déviation par rapport aux précédents cycles ne tient pas à des causes naturelles. Le responsable se nomme la civilisation humaine. Voici 8000 ans, au début des anomalies, Homo sapiens a entamé sa transition du paléolithique au néolithique, notamment marquée par la colonisation de nouvelles terres, la sédentarité, les premières déforestations massives en Eurasie. Voici 5000 ans, ce sont l’élevage et l’agriculture qui connaissent un important développement, avec notamment l’émergence de la riziculture, grosse productrice de méthane du fait des décompositions bactériennes en milieu humide.
Sur la base d’un forçage radiatif de 2,5°C à chaque doublement du CO2 atmosphérique (estimation courante des modèles du GIEC), les 40 ppm de CO2 et 250 ppb de CH4 produits par les activités pré-industrielles représenteraient un gain thermique global de 0,8°C, et une hausse dans les régions polaires de 2°C.
Anomalies des taux de CO2 (droite) et CH4 (centre) voici 8000 et 5000 ans. Implantation humaines en Eurasie au sortir du Paléolithique (Ruddiman 2005a).
Ruddiman a plus récemment continué dans sa logique en relevant que les trois épisodes de froid connus au cours des deux derniers millénaires coïncident avec trois épisodes épidémiques (pestes, variole) ayant décimé une part non négligeable de la population humaine, et réduit en conséquence le forçage anthropique du climat.
Plus intéressant encore, il estime que le réchauffement récent de l’ère industrielle pourrait épargner à l’humanité l’entrée à marche forcée dans la prochaine glaciation : « Sans le réchauffement anthropogénique, le climat de la Terre ne serait plus dans un état pleinement interglaciaire, mais déjà bien engagée vers des températures plus froides typiques des glaciations » (2005a). En utilisant un modèle de simulation climatique, Ruddiman arrive à la conclusion que les températures terrestres pourraient être de 3 à 4 °C inférieures dans certaines régions, transformant par exemple une partie du Canada en banquise permanente !
Faut-il conclure que le réchauffement industriel sauve la planète des glaces, comme l’ont fait certains confrères sceptiques (ici par exemple) ? Ce serait aller un peu trop vite en besogne. D’un point de vue sceptique, il est d’ailleurs assez contradictoire de douter de l’importance du réchauffement récent dû à l’homme par rapport à la variabilité naturelle du climat d’une part, de célébrer les hypothèses montrant que l’homme modifie de manière importante ce même climat depuis longtemps d’autre part.
L’hypothèse Ruddiman est récente et, comme on peut s’en douter, elle est encore très discutée par la communauté des chercheurs (voir par exemple Masson 2004 pour une synthèse). Parmi les points qui restent en discussion, on retiendra :
- le degré de régularité des cycles solaires (moins évidente dans d’autres interglaciaires),
- le degré de précision de la reconstitution des compositions atmosphériques du passé,
- d’autres facteurs naturels de variabilité (océans pour l’essentiel).
Il est donc bien trop tôt pour conclure. Ce que l’on peut d’ores et déjà retenir, en revanche, c’est le caractère (heureusement) inattendu de la recherche scientifique. Alors que certains prétendent que nous connaissons suffisamment les tenants et les aboutissants du climat terrestre pour élaborer des modèles précis et des prévisions fiables, les travaux de Ruddiman montrent après bien d’autres que l’on n’est jamais à l’abri de surprises de taille. Ils rappellent aussi combien la perception des changements climatiques est affaire de perspective. L’œil rivé sur les mesures à court terme, sur les simulations informatiques simplifiées et sur l’urgence de donner son avis à chaque instant, une partie de la communauté scientifique s’empoigne en de vaines querelles à propos de dixièmes de degré d’amplitude sur quelques années.
Un œil neuf sur la longue durée et la longue mémoire du climat incite à plus de sérénité.
Références
Masson B. (2004), The hot hand of history, Nature, 427, 582-583.
Ruddiman W.F., J.S. Thomson (2001), The case for human causes of increased atmospheric CH4 over the last 5000 years, Quaternary Science Reviews, 20, 1769-1777.
Ruddiman W.F. (2003), The anthropogenic greenhouse era began thousands of years ago, Climatic Change, 61, 3, 261–293.
Ruddiman W.F. et al. (2005a), A test of the overdue-glaciation hypothesis, Quaternary Science Reviews, 24, 1-10.
Ruddiman W.F. (2005b), How Did Humans First Alter Global Climate?, Scientific American, mars, 46-53.
Ruddiman W.F. (2005c), Plows, Plagues, and Petroleum: How Humans Took Control of Climate, Princeton (NJ), Princeton University Press.
Crédits photos
Andrew Shurtleff, UVA
William F. Ruddiman est professeur au département des sciences de l’environnement à l’Université de Virginie, spécialisé en géologie marine, paléoclimatologie et paléo-océanographie. Il est réputé auprès de ses collègues pour la qualité et la précision des travaux. Aussi l’hypothèse qu’il a développée depuis le début des années 2000 est-elle prise au sérieux par les climatologues. Selon elle, l’effet de l’homme sur le climat est nettement perceptible depuis l’Antiquité. Et sans ce réchauffement induit par les activités humaines, notre Terre serait déjà bien avancée vers une nouvelle phase de glaciation. W.F. Ruddiman a exposé ses vues dans plusieurs articles de recherche, ainsi que dans un article et un livre de vulgarisation (Ruddiman 2001, 2003, 2005a, 2005b, 2005c).En 2003 paraît dans la revue Climatic Change un article au titre provocateur : « L’ère de l’effet de serre anthropogénique a commencé voici plusieurs milliers d’années ». Jusqu’à présent, la majorité des experts du climat considére que les émissions de gaz à effet de serre sont négligeables avant la révolution industrielle et le boom démographique qui l’a accompagnée. Ruddiman n’en pense rien.
Le point de départ de son travail est l’analyse des concentrations de gaz carbonique (CO2) et de méthane (CH4) sur les longues périodes, telles qu’elles sont révélées par les forages glaciaires. Les glaces emprisonnent des indices du climat passé, qu’il s’agisse de la température ou de la composition atmosphérique, dans des petites bulles d’air dont l’analyse permet d’observer la présence de gaz et de différents isotopes atomiques (carbone, oxygène, thorium, béryllium, etc.). Le carottage de ces glaces dans les régions polaires, surtout l’Antarctique, permet ainsi de remonter à plusieurs centaines de milliers d’années (environ 620.000 ans aujourd’hui).
L’analyse des carottages montre des cycles réguliers de glaciation et de déglaciation, caractéristiques du climat de l’ère Quaternaire. Ces cycles ont une cause astronomique mise en lumière par Milankovitch (1924). Celui qui nous intéresse ici est le cycle de l’excentricité de l’orbite terrestre, qui intervient tous les 100.000 ans environ et pour lequel le dernier maximum d’excentricité a été atteint voici environ 16.000 ans. La variation d’orbite détermine de vastes phases de glaciation entrecoupées de courts épisodes tempérés. Notre période, l’Holocène, fait partie de ces phases plus douces. Lorsque la température se réchauffe ainsi sous l’influence du soleil, la production de CO2 et de CH4 augmente automatiquement, en raison notamment des réactions des océans et de la biosphère à l’apport thermique.
Ce jeu des astres et de l’atmosphère a justement une régularité toute astronomique. Or, en examinant ce que disent les carottages glaciaires, Ruddiman a mis en en évidence ce qu’il croit être une anomalie de taille. Au cours des 8000 dernières années, la concentration atmosphérique de CO2 s’est élevée à 280-285 ppm (avant l’ère industrielle), tandis que celle de CH4 a augmenté à 700 ppb au cours des 5000 dernières années. Mais si l’on se réfère aux trois précédentes phases interglaciaires (stages isotopiques 5, 7 et 9), la concentration de gaz carbonique aurait normalement dû chuter à 240-245 ppm et celle de méthane à 450 ppb.
Un effet se serre sensible depuis 8000 ans ?
Pour Ruddiman, l’explication de cette déviation par rapport aux précédents cycles ne tient pas à des causes naturelles. Le responsable se nomme la civilisation humaine. Voici 8000 ans, au début des anomalies, Homo sapiens a entamé sa transition du paléolithique au néolithique, notamment marquée par la colonisation de nouvelles terres, la sédentarité, les premières déforestations massives en Eurasie. Voici 5000 ans, ce sont l’élevage et l’agriculture qui connaissent un important développement, avec notamment l’émergence de la riziculture, grosse productrice de méthane du fait des décompositions bactériennes en milieu humide.
Sur la base d’un forçage radiatif de 2,5°C à chaque doublement du CO2 atmosphérique (estimation courante des modèles du GIEC), les 40 ppm de CO2 et 250 ppb de CH4 produits par les activités pré-industrielles représenteraient un gain thermique global de 0,8°C, et une hausse dans les régions polaires de 2°C.
Anomalies des taux de CO2 (droite) et CH4 (centre) voici 8000 et 5000 ans. Implantation humaines en Eurasie au sortir du Paléolithique (Ruddiman 2005a).Ruddiman a plus récemment continué dans sa logique en relevant que les trois épisodes de froid connus au cours des deux derniers millénaires coïncident avec trois épisodes épidémiques (pestes, variole) ayant décimé une part non négligeable de la population humaine, et réduit en conséquence le forçage anthropique du climat.
Plus intéressant encore, il estime que le réchauffement récent de l’ère industrielle pourrait épargner à l’humanité l’entrée à marche forcée dans la prochaine glaciation : « Sans le réchauffement anthropogénique, le climat de la Terre ne serait plus dans un état pleinement interglaciaire, mais déjà bien engagée vers des températures plus froides typiques des glaciations » (2005a). En utilisant un modèle de simulation climatique, Ruddiman arrive à la conclusion que les températures terrestres pourraient être de 3 à 4 °C inférieures dans certaines régions, transformant par exemple une partie du Canada en banquise permanente !
Faut-il conclure que le réchauffement industriel sauve la planète des glaces, comme l’ont fait certains confrères sceptiques (ici par exemple) ? Ce serait aller un peu trop vite en besogne. D’un point de vue sceptique, il est d’ailleurs assez contradictoire de douter de l’importance du réchauffement récent dû à l’homme par rapport à la variabilité naturelle du climat d’une part, de célébrer les hypothèses montrant que l’homme modifie de manière importante ce même climat depuis longtemps d’autre part.
L’hypothèse Ruddiman est récente et, comme on peut s’en douter, elle est encore très discutée par la communauté des chercheurs (voir par exemple Masson 2004 pour une synthèse). Parmi les points qui restent en discussion, on retiendra :
- le degré de régularité des cycles solaires (moins évidente dans d’autres interglaciaires),
- le degré de précision de la reconstitution des compositions atmosphériques du passé,
- d’autres facteurs naturels de variabilité (océans pour l’essentiel).
Il est donc bien trop tôt pour conclure. Ce que l’on peut d’ores et déjà retenir, en revanche, c’est le caractère (heureusement) inattendu de la recherche scientifique. Alors que certains prétendent que nous connaissons suffisamment les tenants et les aboutissants du climat terrestre pour élaborer des modèles précis et des prévisions fiables, les travaux de Ruddiman montrent après bien d’autres que l’on n’est jamais à l’abri de surprises de taille. Ils rappellent aussi combien la perception des changements climatiques est affaire de perspective. L’œil rivé sur les mesures à court terme, sur les simulations informatiques simplifiées et sur l’urgence de donner son avis à chaque instant, une partie de la communauté scientifique s’empoigne en de vaines querelles à propos de dixièmes de degré d’amplitude sur quelques années.
Un œil neuf sur la longue durée et la longue mémoire du climat incite à plus de sérénité.
Références
Masson B. (2004), The hot hand of history, Nature, 427, 582-583.
Ruddiman W.F., J.S. Thomson (2001), The case for human causes of increased atmospheric CH4 over the last 5000 years, Quaternary Science Reviews, 20, 1769-1777.
Ruddiman W.F. (2003), The anthropogenic greenhouse era began thousands of years ago, Climatic Change, 61, 3, 261–293.
Ruddiman W.F. et al. (2005a), A test of the overdue-glaciation hypothesis, Quaternary Science Reviews, 24, 1-10.
Ruddiman W.F. (2005b), How Did Humans First Alter Global Climate?, Scientific American, mars, 46-53.
Ruddiman W.F. (2005c), Plows, Plagues, and Petroleum: How Humans Took Control of Climate, Princeton (NJ), Princeton University Press.
Crédits photos
Andrew Shurtleff, UVA
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