Même s'il vient un jour où le monde cessera complètement d'émettre des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, les régions côtières et les nations insulaires continueront de connaître une élévation du niveau de la mer pendant des siècles, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs du MIT et de l'Université Simon Fraser.

Dans un article publié cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , les chercheurs rapportent que le réchauffement causé par des composés à courte durée de vie (gaz à effet de serre tels que le méthane, chlorofluorocarbures, ou des hydrofluorocarbures, qui persistent dans l'atmosphère pendant un an à quelques décennies - peuvent faire monter le niveau de la mer pendant des centaines d'années après que les polluants aient été éliminés de l'atmosphère.

"Si vous pensez à des pays comme Tuvalu, qui sont à peine au-dessus du niveau de la mer, la question qui se profile est de savoir combien nous pouvons émettre avant qu'ils ne soient condamnés. Sont-ils déjà prévus pour couler, même si nous arrêtions de tout émettre demain ?", déclare la co-auteure Susan Solomon, le professeur Ellen Swallow Richards de chimie atmosphérique et de science du climat au MIT. "C'est d'autant plus pourquoi il est important de comprendre combien de temps dureront les changements climatiques, et combien plus d'élévation du niveau de la mer est déjà bloquée."

Les co-auteurs de Solomon sont l'auteur principal Kirsten Zickfeld de l'Université Simon Fraser et Daniel Gilford, un étudiant diplômé du Département de la Terre du MIT, Sciences atmosphériques et planétaires.

Court séjour, longue montée

Des études récentes de plusieurs groupes, y compris celui de Salomon, ont montré que même si les émissions de dioxyde de carbone d'origine humaine s'arrêtaient complètement, leur réchauffement atmosphérique et l'élévation du niveau de la mer associés se poursuivraient pendant plus de 1, 000 ans. Ces effets, essentiellement irréversibles à l'échelle humaine, sont dus en partie au temps de résidence du dioxyde de carbone :le gaz à effet de serre peut rester dans l'atmosphère pendant des siècles après avoir été émis par les cheminées et les tuyaux d'échappement.

Contrairement au dioxyde de carbone, d'autres gaz à effet de serre tels que le méthane et les chlorofluorocarbures ont des durées de vie beaucoup plus courtes. Cependant, les études précédentes n'ont pas précisé quels pourraient être leurs effets à long terme sur l'élévation du niveau de la mer. Pour répondre à cette question, Solomon et ses collègues ont exploré un certain nombre de scénarios climatiques à l'aide d'un modèle des systèmes terrestres de complexité intermédiaire, ou EMIC, un modèle climatique efficace du point de vue informatique qui simule la circulation océanique et atmosphérique pour projeter les changements climatiques sur des décennies, des siècles, et des millénaires.

Avec le modèle, l'équipe a calculé à la fois la température mondiale moyenne et l'élévation du niveau de la mer, en réponse aux émissions anthropiques de dioxyde de carbone, méthane, chlorofluorocarbures, et les hydrofluorocarbures.

Les estimations des chercheurs pour le dioxyde de carbone étaient en accord avec les prédictions des autres et ont montré que, même si le monde arrêtait d'émettre du dioxyde de carbone à partir de 2050, jusqu'à 50 pour cent du gaz resterait dans l'atmosphère plus de 750 ans après. Même après la fin des émissions de dioxyde de carbone, l'élévation du niveau de la mer devrait continuer à augmenter, mesurant deux fois le niveau des estimations de 2050 sur 100 ans, et quatre fois cette valeur pendant encore 500 ans.

La raison, Salomon dit, est due à « l'inertie des océans » :à mesure que le monde se réchauffe à cause des gaz à effet de serre, y compris le dioxyde de carbone, les eaux se réchauffent et se dilatent, faisant monter le niveau de la mer. Éliminer la chaleur océanique supplémentaire causée par les gaz même de courte durée, et par conséquent l'abaissement du niveau de la mer, est un processus extrêmement lent.

"Alors que la chaleur pénètre dans l'océan, ça va de plus en plus profond, vous donnant une dilatation thermique continue, " explique Salomon. " Ensuite, il doit être transféré dans l'atmosphère et réémis dans l'espace pour se refroidir, et c'est un processus très lent de centaines d'années."

Marées d'endiguement

Dans un scénario de modélisation climatique particulier, l'équipe a évalué la réponse du niveau de la mer à divers scénarios d'émissions de méthane, dans lequel le monde continuerait à émettre du gaz aux taux actuels, jusqu'à la fin complète des émissions dans trois années différentes :2050, 2100, et 2150.

Dans les trois scénarios, le méthane s'est rapidement dégagé de l'atmosphère, et son réchauffement atmosphérique associé a diminué à un rythme similaire. Cependant, le méthane a continué de contribuer à l'élévation du niveau de la mer pendant des siècles. Quoi de plus, ils ont découvert que plus le monde attend pour réduire les émissions de méthane, les mers plus longues resteront élevées.

"Étonnamment, un gaz avec une durée de vie de 10 ans peut en fait provoquer des changements durables du niveau de la mer, " dit Salomon. " Donc, vous ne pouvez pas simplement arrêter d'émettre et tout revenir à un état préindustriel. Tu vas vivre avec ça pendant très longtemps."

Les chercheurs ont trouvé un point positif dans leurs analyses :curieux de savoir si les réglementations passées sur les polluants ont eu un effet significatif sur l'élévation du niveau de la mer, l'équipe s'est concentrée sur peut-être l'effort global de remédiation le plus réussi à ce jour—le Protocole de Montréal, un traité international ratifié par 197 pays en 1989, qui a efficacement réduit les émissions de composés appauvrissant la couche d'ozone dans le monde.

De façon encourageante, les chercheurs ont découvert que le Protocole de Montréal, bien que conçu pour protéger la couche d'ozone en éliminant progressivement les polluants tels que les chlorofluorocarbures, a également contribué à endiguer la montée des eaux. Si le Protocole de Montréal n'avait pas été ratifié, et les pays ont continué d'émettre des chlorofluorocarbures dans l'atmosphère, les chercheurs ont découvert que d'ici 2050, le monde aurait connu jusqu'à 6 pouces supplémentaires d'élévation du niveau de la mer.

"Un demi-pied est assez important, ", dit Solomon. "C'est encore une autre raison formidable pour laquelle le Protocole de Montréal a été une très bonne chose pour la planète."

Dans la conclusion de leur article, les chercheurs soulignent qu'il ne faut pas s'attendre à ce que les efforts pour freiner le réchauffement climatique inversent rapidement la haute mer, et que les impacts à plus long terme de l'élévation du niveau de la mer devraient être sérieusement pris en compte :« La principale conclusion politique de cette étude est que la nature durable de l'élévation du niveau de la mer augmente l'importance des mesures d'atténuation plus tôt. »