La concentration de CO2 atmosphérique atteint actuellement un niveau record de 419 ppm en raison des activités humaines, notamment la combustion de combustibles fossiles. Une équipe internationale de scientifiques examine des marqueurs géologiques pour reconstituer l’histoire du CO2 sur Terre, révélant que les niveaux actuels sont les plus élevés depuis 14 millions d’années. Crédit : Issues.fr.com
Les concentrations de dioxyde de carbone n’ont pas été aussi élevées que les concentrations actuelles depuis 14 millions d’années grâce aux émissions de combustibles fossiles qui réchauffent désormais la planète.
Aujourd’hui, le dioxyde de carbone atmosphérique atteint son niveau le plus élevé depuis au moins plusieurs millions d’années grâce à la combustion généralisée de combustibles fossiles par l’homme au cours des deux derniers siècles.
Mais quelle est la place de 419 parties par million (ppm) – la concentration actuelle de gaz à effet de serre dans l’atmosphère – dans l’histoire de la Terre ?
C’est une question qu’une communauté internationale de scientifiques, avec des contributions clés de géologues de l’Université de l’Utah, est en train de résoudre en examinant une pléthore de marqueurs dans les archives géologiques qui offrent des indices sur le contenu des atmosphères anciennes. Leur première étude a été publiée récemment dans la revue Sciencereconstituant le CO2 concentrations remontant au Cénozoïque, l’ère qui a commencé avec la disparition des dinosaures et l’essor des mammifères il y a 66 millions d’années.
Les glaciers contiennent des bulles d’air, fournissant aux scientifiques une preuve directe des niveaux de CO2 remontant à 800 000 ans, selon Gabe Bowen, professeur de géologie à l’Université, l’un des auteurs correspondants de l’étude. Mais ces données ne s’étendent pas très loin dans le passé géologique.
« Une fois que vous perdez les carottes de glace, vous perdez les preuves directes. Vous n’avez plus d’échantillons de gaz atmosphériques que vous pouvez analyser », a déclaré Bowen. « Il faut donc s’appuyer sur des preuves indirectes, ce que nous appelons des procurations. Et il est difficile de travailler avec ces proxys car ils sont indirects.
Ce graphique indique les concentrations atmosphériques de CO2 sur Terre, exprimées en parties par million (ppm), tout au long de l’ère cénozoïque, depuis l’époque préindustrielle, il y a 65 millions d’années. Il s’agit d’estimations basées sur des proxys codés dans les archives géologiques. Les barres de couleur représentent la température globale reconstruite à partir de données proxy indépendantes. La ligne pointillée représente la concentration actuelle de CO2 à 420 ppm. Crédit : Gabe Bowen, Université de l’Utah
« Proxies » dans les archives géologiques
Ces indicateurs incluent les isotopes des minéraux, la morphologie des feuilles fossilisées et d’autres éléments de preuves géologiques qui reflètent la chimie atmosphérique. L’une des approximations provient des découvertes fondamentales du géologue américain Thure Cerling, lui-même co-auteur de la nouvelle étude, dont les recherches antérieures ont déterminé que les isotopes du carbone dans les sols anciens sont révélateurs du passé de CO.2 les niveaux.
Mais la force de ces proxys varie et la plupart couvrent des tranches étroites du passé. L’équipe de recherche, appelée Cénozoïque CO2 Projet d’intégration de proxy, ou CenCO2PIP, et organisé par Université de Colombie Le climatologue Bärbel Hönisch a entrepris d’évaluer, de catégoriser et d’intégrer les proxys disponibles pour créer un enregistrement haute fidélité du CO atmosphérique2.
«Cela représente certaines des approches les plus inclusives et statistiquement raffinées pour interpréter le CO2 au cours des 66 derniers millions d’années », a déclaré le co-auteur Dustin Harper, chercheur postdoctoral à l’Université du laboratoire de Bowen. « Certains des nouveaux points à retenir sont que nous sommes capables de combiner plusieurs proxys provenant de différentes archives de sédiments, que ce soit dans l’océan ou sur terre, et cela n’a vraiment pas été fait à cette échelle. »
La nouvelle recherche est un effort communautaire impliquant quelque 90 scientifiques de 16 pays. Financé par des dizaines de subventions de plusieurs agences, le groupe espère éventuellement reconstruire le CO2 remonter 540 millions d’années jusqu’à l’aube de la vie complexe.
Au début de la révolution industrielle, lorsque les humains ont commencé à brûler du charbon, puis du pétrole et du gaz pour alimenter leurs économies, le CO atmosphérique2 était d’environ 280 ppm. Le gaz qui piége la chaleur est libéré dans l’air lorsque ces combustibles fossiles brûlent.
À l’avenir, les concentrations devraient grimper jusqu’à 600 à 1 000 ppm d’ici 2100, en fonction du taux d’émissions futures. On ne sait pas exactement comment ces niveaux futurs influenceront le climat.
Mais avoir une carte fiable du CO passé2 Ces niveaux pourraient aider les scientifiques à prédire avec plus de précision à quoi pourraient ressembler les climats futurs, selon le professeur de biologie de l’Université William Anderegg, directeur du Wilkes Center for Climate & Policy de l’Université.
« Il s’agit d’une synthèse extrêmement importante qui a également des implications sur le changement climatique futur, en particulier sur les processus et composants clés du système Terre que nous devons comprendre pour projeter la vitesse et l’ampleur du changement climatique », a déclaré Anderegg.
Les 419 ppm actuels constituent le niveau de CO2 le plus élevé depuis 14 millions d’années
Autrefois, lorsque la Terre était un endroit beaucoup plus chaud, les niveaux de CO2 étaient beaucoup plus élevés qu’aujourd’hui. Pourtant, les 419 ppm enregistrés aujourd’hui représentent un pic abrupt et peut-être dangereux, sans précédent dans l’histoire géologique récente.
« D’ici 8 millions d’années, il y aurait peut-être 5 % de chances que le CO2 les niveaux étaient plus élevés qu’aujourd’hui », a déclaré Bowen, « mais en réalité, nous devons remonter 14 millions d’années en arrière avant de voir les niveaux que nous pensons être ceux d’aujourd’hui. »
En d’autres termes, l’activité humaine a considérablement modifié l’atmosphère en l’espace de quelques générations. En conséquence, les systèmes climatiques du monde entier montrent des signes alarmants de perturbation, tels que de puissantes tempêtes, des sécheresses prolongées, des vagues de chaleur mortelles et une acidification des océans.
Une solide compréhension du CO atmosphérique2 la variation à travers le temps géologique est également essentielle pour déchiffrer et apprendre diverses caractéristiques de l’histoire de la Terre. Modifications du CO atmosphérique2 et le climat ont probablement contribué à des extinctions massives, ainsi qu’à des innovations évolutives.
Au Cénozoïque, par exemple, les baisses à long terme du CO2 et le refroidissement climatique associé peut avoir entraîné des changements dans la physiologie des plantes, espèces la compétition et la domination, qui à leur tour ont eu un impact sur l’évolution des mammifères.
« Une compréhension plus fine des tendances passées en matière de CO2 est donc essentiel pour comprendre comment les espèces et les écosystèmes modernes sont apparus et pourraient se développer à l’avenir », indique l’étude.
