Maîtriser le changement climatique est un formidable défi aux multiples facettes. L'analyse de mes collègues et moi-même suggère que pour rester dans des niveaux de réchauffement sécuritaires, il faut maintenant éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère, ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

La technologie pour le faire n'en est qu'à ses balbutiements et prendra des années, voire des décennies, développer, mais notre analyse suggère que cela doit être une priorité. Si poussé, des systèmes opérationnels à grande échelle devraient être disponibles d'ici 2050.

Nous avons créé un modèle climatique simple et examiné les implications des différents niveaux de carbone dans l'océan et l'atmosphère. Cela nous permet de faire des projections sur le réchauffement de l'effet de serre, et voir ce que nous devons faire pour limiter le réchauffement climatique à moins de 1,5℃ des températures préindustrielles - l'une des ambitions de l'accord de Paris sur le climat de 2015.

Pour mettre le problème en perspective, voici quelques-uns des chiffres clés.

Les humains ont émis 1, 540 milliards de tonnes de gaz carbonique depuis la révolution industrielle. Pour le dire autrement, cela équivaut à brûler suffisamment de charbon pour former une tour carrée de 22 mètres de large qui s'étend de la Terre à la Lune.

La moitié de ces émissions sont restées dans l'atmosphère, provoquant une augmentation des niveaux de CO₂ qui est au moins 10 fois plus rapide que toute augmentation naturelle connue au cours de la longue histoire de la Terre. La plupart de l'autre moitié s'est dissoute dans l'océan, provoquant une acidification avec ses propres effets néfastes.

Bien que la nature élimine le CO₂, par exemple par la croissance et l'enfouissement de plantes et d'algues, nous l'émettons au moins 100 fois plus vite qu'elle n'est éliminée. Nous ne pouvons pas compter sur des mécanismes naturels pour gérer ce problème :les gens devront aussi aider.

Quel est le but ?

L'accord de Paris sur le climat vise à limiter le réchauffement climatique bien en dessous de 2℃, et idéalement pas plus haut que 1.5℃. (D'autres disent que 1℃ est ce que nous devrions vraiment viser, bien que le monde soit déjà en train d'atteindre et de franchir ce jalon.)

Dans notre recherche, nous avons considéré 1℃ comme une meilleure limite de réchauffement sécuritaire, car plus nous amènerait sur le territoire de la période émienne, 125, il y a 000 ans. Pour des raisons naturelles, à cette époque, la Terre s'est réchauffée d'un peu plus de 1℃. Regarder en arrière, nous pouvons voir les conséquences catastrophiques de températures mondiales qui restent aussi élevées sur une période prolongée.

Les niveaux de la mer pendant la période Eémienne étaient jusqu'à 10 mètres plus élevés que les niveaux actuels. Aujourd'hui, la zone située à moins de 10 m du niveau de la mer abrite 10 % de la population mondiale, et même une élévation du niveau de la mer de 2 m aujourd'hui déplacerait près de 200 millions de personnes.

Clairement, pousser vers un climat de type Eémien n'est pas sûr. En réalité, avec 2016 ayant été 1,2℃ plus chaud que la moyenne préindustrielle, et un réchauffement supplémentaire enfermé grâce au stockage de chaleur dans les océans, nous avons peut-être déjà franchi le seuil moyen de 1℃. Pour maintenir le réchauffement en dessous de l'objectif de 1,5℃ de l'accord de Paris, il est vital d'éliminer le CO₂ de l'atmosphère et de limiter la quantité que nous y injectons.

Alors, combien de CO₂ devons-nous éliminer pour éviter une catastrophe mondiale ?

Êtes-vous pessimiste ou optimiste ?

Actuellement, les émissions nettes de l'humanité s'élèvent à environ 37 gigatonnes de CO₂ par an, ce qui représente 10 gigatonnes de carbone brûlé (une gigatonne équivaut à un milliard de tonnes). Nous devons réduire cela drastiquement. Mais même avec de fortes réductions d'émissions, suffisamment de carbone restera dans l'atmosphère pour provoquer un réchauffement dangereux.

En utilisant ces faits, nous avons identifié deux scénarios approximatifs pour l'avenir.

Le premier scénario est pessimiste. Ses émissions de CO₂ restent stables après 2020. Pour maintenir le réchauffement dans des limites sûres, nous devons ensuite retirer près de 700 gigatonnes de carbone de l'atmosphère et de l'océan, qui échangent librement du CO₂. Commencer, le reboisement et l'amélioration de l'utilisation des terres peuvent enfermer jusqu'à 100 gigatonnes dans les arbres et les sols. Cela laisse 600 gigatonnes supplémentaires à extraire par des moyens technologiques d'ici 2100.

L'extraction technologique coûte actuellement au moins 150 $ US la tonne. A ce prix, sur le reste du siècle, le coût s'élèverait à 90 000 milliards de dollars. Ceci est d'une ampleur similaire aux dépenses militaires mondiales actuelles, ce qui, s'il se maintient à environ 1,6 billion de dollars US par an, représentera environ 132 billions de dollars US sur la même période.

Le deuxième scénario est optimiste. Il suppose que nous réduisons les émissions de 6 % chaque année à partir de 2020. Nous devons alors encore éliminer environ 150 gigatonnes de carbone.

Comme avant, le reboisement et l'amélioration de l'utilisation des terres peuvent représenter 100 gigatonnes, laissant 50 gigatonnes à extraire technologiquement d'ici 2100. Le coût pour cela serait de 7 500 milliards de dollars d'ici 2100 – seulement 6 % des dépenses militaires mondiales.

Bien sûr, ces chiffres sont un guide approximatif. Mais ils illustrent le carrefour auquel nous nous trouvons.

Le travail à faire

C'est le moment de choisir :sans action, nous serons enfermés dans le scénario pessimiste d'ici une décennie. Rien ne peut justifier d'imposer aux générations futures ce coût énorme.

Pour réussir dans l'un ou l'autre scénario, nous devons faire plus que développer de nouvelles technologies. Nous avons également besoin de nouvelles lois internationales, politique, et des cadres éthiques pour faire face à son utilisation généralisée, y compris les impacts environnementaux inévitables.

Le rejet de grandes quantités de fer ou de poussières minérales dans les océans pourrait éliminer le CO₂ en modifiant la chimie et l'écologie de l'environnement. Mais cela nécessite une révision des structures juridiques internationales qui interdisent actuellement de telles activités.

De la même manière, certains minéraux peuvent aider à éliminer le CO₂ en augmentant l'altération des roches et en enrichissant les sols. Mais l'exploitation minière à grande échelle de ces minéraux aura un impact sur les paysages et les communautés, qui nécessite également des révisions légales et réglementaires.

Et enfin, le captage direct du CO₂ dans l'air repose sur des installations de taille industrielle, avec leurs propres répercussions environnementales et sociales.

Sans nouvelle loi, politique, et des cadres éthiques, aucune avancée significative ne sera possible, peu importe l'importance des développements technologiques. Les pays progressistes peuvent aller de l'avant vers la livraison du paquet combiné.

Les coûts de cela sont élevés. Mais les pays qui prennent les devants pour gagner en technologie, travaux, indépendance énergétique, meilleure santé, et gravité internationale.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.