Une nouvelle étude montre que les humains injectent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère à un taux neuf à dix fois plus élevé que le gaz à effet de serre émis lors d'un réchauffement climatique il y a 56 millions d'années, qui a rendu les océans plus acides et entraîné l'extinction de certaines espèces marines. Crédit :USGS.
Les émissions humaines totales de dioxyde de carbone pourraient correspondre à celles du dernier événement majeur de réchauffement de l'effet de serre sur Terre en moins de cinq générations, les nouvelles découvertes de la recherche.
Une nouvelle étude révèle que les humains pompent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère à un taux neuf à 10 fois supérieur à celui des gaz à effet de serre émis pendant le maximum thermique paléocène-éocène (PETM), un réchauffement climatique qui s'est produit il y a environ 56 millions d'années.
Les résultats suggèrent que si les émissions de carbone continuent d'augmenter, la quantité totale de dioxyde de carbone injectée dans l'atmosphère depuis que les humains ont commencé à brûler des combustibles fossiles pourrait égaler la quantité libérée lors du PETM dès 2159.
"Toi et moi ne serons pas là en 2159, mais ce n'est qu'à environ quatre générations, " a déclaré Philip Gingerich, chercheur en paléoclimat à l'Université du Michigan et auteur de la nouvelle étude dans le journal AGU Paléocéanographie et Paléoclimatologie . "Quand tu commences à penser à tes enfants et à tes petits-enfants, et vos arrière-petits-enfants, vous y êtes."
Les scientifiques utilisent souvent le PETM comme référence pour comparer le changement climatique moderne. Mais la nouvelle étude montre que nous sommes sur la bonne voie pour atteindre cette référence beaucoup plus tôt qu'on ne le pensait auparavant, car le rythme du réchauffement actuel dépasse de loin tout événement climatique qui s'est produit depuis l'extinction des dinosaures.
"Compte tenu d'une hypothèse de statu quo pour l'avenir, les taux de libération de carbone qui se produisent aujourd'hui sont vraiment sans précédent, même dans le cadre d'un événement comme le PETM, " dit Gabriel Bowen, un géophysicien de l'Université de l'Utah qui n'était pas lié à la nouvelle étude. "Nous n'avons pas beaucoup d'exemples géologiques sur lesquels nous pouvons nous appuyer pour comprendre comment le monde réagit à ce type de perturbation."
Les conséquences environnementales exactes des niveaux de carbone de type PETM ne sont pas claires, mais l'augmentation des températures entraînera probablement l'extinction de nombreuses espèces, les plus chanceuses pouvant s'adapter ou migrer, selon Larisa DeSantis, un paléontologue de l'Université Vanderbilt qui n'était pas lié à la nouvelle étude. En outre, il faudra des milliers d'années pour que le système climatique se refroidisse, elle a dit.
"Ce n'est pas seulement dans environ 100 ans; il faudra un certain temps pour que ce dioxyde de carbone revienne dans la croûte terrestre, " DeSantis a déclaré. "Ce n'est pas un événement à court terme. Nous nous engageons vraiment dans plusieurs milliers d'années d'un monde plus chaud si nous n'agissons pas rapidement."
Étudier les changements climatiques passés
Le PETM était un événement de réchauffement climatique qui s'est produit il y a environ 56 millions d'années. Les scientifiques ne savent pas ce qui l'a causé, mais pendant l'événement, des quantités massives de dioxyde de carbone ont été libérées dans l'atmosphère terrestre, une augmentation rapide des températures mondiales de 5 à 8 degrés Celsius (9 à 14 degrés Fahrenheit). Les températures mondiales moyennes pendant le PETM ont culminé à environ 23 degrés Celsius (73 degrés Fahrenheit), environ 7 degrés Celsius (13 degrés Fahrenheit) de plus que la moyenne actuelle.
Un modèle pour l'accumulation de carbone au fil du temps comme la somme des émissions de carbone, sur la base de l'augmentation constante des émissions et des taux d'émission depuis 1959. Les cercles rouges représentent les accumulations annuelles jusqu'en 2015. Si la tendance récente des émissions se poursuit, nous pouvons nous attendre à atteindre l'estimation minimale de l'accumulation de carbone à l'échelle PETM en 2159 et l'estimation maximale de l'accumulation de carbone à l'échelle PETM en 2278. Crédit :AGU/Paleoceanography and Paleoclimatology/Gingerich 2019.
Les scientifiques pensent que pendant cette période et la période chaude qui a suivi, les pôles étaient libres de glace et l'Arctique abritait des palmiers et des crocodiles. Ce n'est pas la Terre la plus chaude qui ait jamais été, mais le PETM a été la période la plus chaude depuis l'extinction des dinosaures il y a 66 millions d'années.
Les scientifiques ne peuvent pas déterminer exactement la quantité de carbone injectée dans l'atmosphère pendant le PETM ni la durée exacte de l'événement. Mais leurs meilleures estimations disent entre 3, 000 et 7, 000 gigatonnes de carbone accumulées sur une période de 3, 000 à 20, 000 ans, basé sur des carottes de sédiments océaniques qui montrent des changements dans les minéraux carbonatés déposés pendant cette période.
La libération massive de carbone et le pic de température ont considérablement modifié le climat de la Terre, provoquant une extinction majeure d'organismes dans les profondeurs de l'océan qui sont un maillon clé de la chaîne alimentaire marine. Les animaux terrestres sont devenus plus petits et ont migré vers le nord vers des climats plus frais. Certains groupes de mammifères modernes, y compris les primates, apparue pour la première fois peu après le PETM, mais les scientifiques ne savent pas si cela est le résultat direct du changement rapide de l'environnement.
Comparer le passé avec le présent
Les climatologues utilisent le PETM comme étude de cas pour comprendre quels changements environnementaux pourraient se produire dans le cadre du changement climatique actuel d'origine humaine et quand ces changements pourraient prendre effet. Mais ils ne peuvent que moyenner les émissions de carbone pendant le PETM sur toute la durée de l'événement, des milliers d'années. Ils ne savent pas à quoi ressemblaient ces taux d'émissions sur une base annuelle, il est donc difficile de les comparer au rythme des émissions de carbone aujourd'hui.
Dans la nouvelle étude, Gingerich a trouvé un moyen de comparer mathématiquement les émissions de carbone modernes aux émissions PETM sur la même échelle de temps. Les résultats ont montré que les taux d'émission de carbone actuels sont neuf à dix fois plus élevés que ceux du PETM.
"Tome, cela a vraiment montré à quel point les conséquences du carbone que nous produisons en tant que peuple sont rapides et importantes, " a déclaré Gingerich.
Projection des émissions actuelles dans le futur, Gingerich a découvert que si les émissions continuent d'augmenter, nous pourrions être confrontés à un autre événement de type PETM dans moins de cinq générations. Le carbone total accumulé dans l'atmosphère pourrait atteindre l'estimation la plus basse du carbone accumulé pendant le PETM-3, 000 gigatonnes—en l'an 2159. Cela atteindrait les émissions maximales estimées—7, 126 gigatonnes — en 2278, sur la base des calculs de Gingerich. Les humains ont émis environ 1, 500 gigatonnes de carbone en 2016.
"Le fait qu'on puisse atteindre un réchauffement équivalent au PETM très rapidement, dans les cent prochaines années, est terrifiant, " a déclaré DeSantis.
Les résultats suggèrent que les scientifiques pourraient ne pas être en mesure de prédire les changements environnementaux ou biologiques qui se produiront dans les années à venir sur la base de ce qui s'est passé pendant le PETM, car le réchauffement actuel se produit beaucoup plus rapidement, selon DeSantis. Ce qui rend les prédictions plus difficiles, c'est que le climat d'aujourd'hui commence à partir d'une ligne de base plus froide que le PETM et que les espèces qui habitent la Terre sont différentes de celles d'il y a 56 millions d'années.
"Il est difficile de comparer les effets biotiques parce que le monde pendant le PETM était assez différent, " a déclaré DeSantis. "Nous vivons dans un monde très différent aujourd'hui, avec différents groupes d'animaux, les humains étant l'espèce dominante... mais nous savons qu'un réchauffement dramatique a de nombreuses conséquences négatives sur un grand nombre d'espèces, y compris le nôtre."
