Il y a des millénaires, d'anciens fermiers défrichaient des terres pour planter du blé et du maïs, pommes de terre et courge. Ils ont inondé les champs pour faire pousser du riz. Ils ont commencé à élever du bétail. Et sans le savoir, ils ont peut-être fondamentalement modifié le climat de la Terre.

Une étude publiée dans la revue Rapports scientifiques fournit de nouvelles preuves que les anciennes pratiques agricoles ont conduit à une augmentation des émissions atmosphériques de dioxyde de carbone et de méthane, gaz piégeant la chaleur, une augmentation qui s'est poursuivie depuis, contrairement à la tendance à tout autre moment dans l'histoire géologique de la Terre.

Cela montre aussi que sans cette influence humaine, au début de la révolution industrielle, la planète se serait probablement dirigée vers une autre ère glaciaire.

"S'il n'y avait pas eu les premières agricultures, Le climat de la Terre serait nettement plus frais aujourd'hui, " dit l'auteur principal, Stéphane Vavrus, chercheur principal au Centre de recherche climatique de l'Université du Wisconsin-Madison à l'Institut Nelson d'études environnementales. "Les anciennes racines de l'agriculture produisaient suffisamment de dioxyde de carbone et de méthane pour influencer l'environnement."

Les résultats sont basés sur un modèle climatique sophistiqué qui a comparé notre période géologique actuelle, appelé l'Holocène, à une période similaire 800, il y a 000 ans. Ils montrent la période antérieure, appelé MIS19, était déjà 2,3 degrés Fahrenheit (1,3 C) plus froid dans le monde que le temps équivalent de l'Holocène, vers 1850. Cet effet aurait été plus prononcé dans l'Arctique, où le modèle montre que les températures étaient de 9 à 11 degrés Fahrenheit plus froides.

En utilisant des reconstructions climatiques basées sur des données de carottes de glace, le modèle a également montré que si MIS19 et l'Holocène ont commencé avec des concentrations similaires de dioxyde de carbone et de méthane, MIS19 a vu une baisse globale constante des deux gaz à effet de serre tandis que l'Holocène a inversé la direction 5, il y a 000 ans, atteignant des concentrations maximales des deux gaz d'ici 1850. Les chercheurs ont délibérément coupé le modèle au début de la révolution industrielle, lorsque les sources d'émissions de gaz à effet de serre sont devenues beaucoup plus nombreuses.

Pendant la majeure partie des 4,5 milliards d'années d'histoire de la Terre, son climat a été largement déterminé par un phénomène naturel connu sous le nom de cycles de Milankovitch, des changements périodiques dans la forme de l'orbite de la Terre autour du soleil - qui varie de plus circulaire à plus elliptique - et la façon dont la Terre vacille et s'incline sur son axe.

Les astronomes peuvent calculer ces cycles avec précision et ils peuvent également être observés dans les archives géologiques et paléoécologiques. Les cycles influencent où la lumière du soleil est distribuée sur la planète, conduisant à des périodes glaciaires froides ou à des périodes glaciaires ainsi qu'à des périodes interglaciaires plus chaudes. La dernière période glaciaire s'est terminée vers 12, il y a 000 ans et la Terre est depuis dans l'Holocène, une période interglaciaire. L'Holocène et le MIS19 partagent des caractéristiques du cycle de Milankovitch similaires.

Toutes les autres périodes interglaciaires scientifiques ont étudié, dont MIS19, commencer par des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone et de méthane, qui déclinent progressivement sur des milliers d'années, conduisant à des conditions plus froides sur Terre. Finalement, les conditions se refroidissent à un point où la glaciation commence.

Il y a quinze ans, co-auteur de l'étude William Ruddiman, paléoclimatologue émérite à l'Université de Virginie, étudiait le méthane et le dioxyde de carbone piégés dans la glace de l'Antarctique depuis des dizaines de milliers d'années lorsqu'il a observé quelque chose d'inhabituel.

"J'ai remarqué que les concentrations de méthane ont commencé à diminuer d'environ 10, il y a 000 ans puis renversé la direction 5, il y a 000 ans et j'ai également noté que le dioxyde de carbone a également commencé à diminuer vers 10, il y a 000 ans, puis direction inversée vers 7, il y a 000 ans, " dit Ruddiman. " Cela m'a alerté qu'il y avait quelque chose d'étrange à propos de cette interglaciation ... la seule explication que j'ai pu trouver est l'agriculture précoce, qui ont émis des gaz à effet de serre dans l'atmosphère et c'était le début de tout."

Ruddiman a nommé cela l'hypothèse anthropique précoce et un certain nombre d'études ont récemment émergé suggérant sa plausibilité. Ils documentent la déforestation généralisée en Europe commençant vers 6, il y a 000 ans, l'émergence de grandes implantations agricoles en Chine 7, il y a 000 ans, plus la propagation des rizières - sources robustes de méthane - dans toute l'Asie du Nord-Est par 5, il y a 000 ans.

Ruddiman et d'autres ont également travaillé pour tester l'hypothèse. Il a collaboré avec Vavrus, un expert en modélisation climatique, pendant de nombreuses années et leur étude la plus récente a utilisé le modèle 4 du système climatique communautaire pour simuler ce qui se serait passé pendant l'Holocène sans l'agriculture humaine. Il offre une résolution plus élevée que les modèles climatiques que l'équipe a utilisés précédemment et fournit de nouvelles informations sur les processus physiques sous-jacents à la glaciation.

Par exemple, dans une simulation de MIS19, la glaciation a commencé avec un fort refroidissement dans l'Arctique et l'expansion subséquente de la glace de mer et de la couverture neigeuse toute l'année. Le modèle a montré ce début dans une zone connue sous le nom de l'archipel canadien, qui comprend l'île de Baffin, où les températures estivales ont chuté de plus de 5 degrés Fahrenheit.

« Ceci est cohérent avec les preuves géologiques, " dit Vavrus.

Aujourd'hui, l'Arctique se réchauffe. Mais avant de féliciter les anciens agriculteurs pour avoir évité un froid mondial, Vavrus et Ruddiman avertissent que cette altération fondamentale de notre cycle climatique mondial est un territoire inexploré.

"Les gens disent que (notre travail) envoie le mauvais message, mais la science t'emmène où elle t'emmène, " dit Vavrus. " Les choses sont tellement détraquées maintenant, les 2 derniers, 000 ans ont été tellement en dehors des limites naturelles, nous sommes tellement au-delà de ce qui est naturel."

La réalité est, nous ne savons pas ce qui se passe ensuite. Et les glaciers ont longtemps été la principale source d'eau douce de la Terre.

"Il y a un assez bon accord dans la communauté des scientifiques du climat que nous avons arrêté la prochaine glaciation pour longtemps, un avenir prévisible, car même si on arrêtait de mettre du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, ce que nous avons maintenant s'attarderait, " dit Ruddiman. " Le fait phénoménal est, nous avons peut-être arrêté le cycle majeur du climat de la Terre et nous sommes coincés dans un interglaciaire de plus en plus chaud."