2 les niveaux ne sont pas un problème.
Les scientifiques se sont-ils donc trompés dans l'histoire ? Pas de co 2 a longtemps contribué à contrôler le climat de la Terre, et sa concentration croissante dans l'atmosphère et les océans est une menace majeure pour l'humanité.
Avec l'activité solaire et l'albédo, les gaz à effet de serre sont un élément clé du bilan radiatif de la Terre et exercent un contrôle puissant sur la température de surface. Bien que la vapeur d'eau soit le principal gaz à effet de serre sur Terre, CO 2 attire beaucoup plus l'attention car il peut activement conduire le changement climatique.
Malheureusement, l'activité humaine fournit du CO 2 dans l'atmosphère à un taux 70 fois supérieur à celui de tous les volcans de la Terre réunis. Par conséquent, CO atmosphérique 2 concentration (ou pCO 2 ) augmente et la surface de la Terre se réchauffe à un rythme qu'aucun facteur naturel ne peut expliquer.
Nous savons que le CO 2 est un contrôle de température et nous pouvons le démontrer de diverses manières. L'un d'eux est l'exploration de l'histoire de la Terre.
Climat et température à travers les temps géologiques
À l'aide de pierres, fossiles et leurs propriétés chimiques et physiques, les géoscientifiques ont reconstitué les périodes chaudes et froides tout au long de l'histoire de la Terre. Pour démontrer le lien entre le climat, température et pCO 2 il y a des millions d'années, nous devons reconstruire chacun d'eux indépendamment. Faire cela, nous utilisons des enregistreurs climatiques appelés « proxys ».
La composition isotopique des atomes d'oxygène, écrit O, mesuré dans d'anciens coquillages calcaires, est l'un d'eux. Il nous permet de reconstruire les températures passées de l'eau de mer avec un degré d'incertitude bien connu qui dépend de la précision analytique et de la façon dont des paramètres tels que l'eau de mer δ¹⁸O, la salinité et le pH affectent également le O des coquilles.
Parce que l'histoire géologique affecte les roches et leurs signaux, plus on remonte dans le temps, plus les incertitudes sont grandes. Nous combinons ainsi différentes procurations et formulons des hypothèses qui s'améliorent continuellement avec des années de recherche. L'établissement de telles reconstructions est un processus lent, processus compliqués (parfois douloureux) mais ils deviennent de plus en plus fiables chaque année à mesure que les incertitudes diminuent. Si les incertitudes sont trop grandes, les interprétations reposent sur la parcimonie :le modèle le plus simple doit être considéré comme le plus vraisemblable. Ce qui compte, c'est que les scientifiques sachent estimer les incertitudes, et les partager.
Globalement, les reconstructions de la température de l'eau de mer sont en accord avec les observations géologiques de l'histoire du climat :les grandes périodes glaciaires coïncident avec une température globale plus basse. En particulier, δ¹⁸O indique un refroidissement constant à partir de 50 millions d'années, conduisant au climat préindustriel.
L'histoire de pCO 2
Des proxys existent pour pCO 2 également. Par exemple, les paléontologues comptent les stomates - les ouvertures par lesquelles les plantes respirent, échange d'humidité et absorbe le CO 2 pour la photosynthèse — sur des feuilles fossiles. Plus de CO 2 est abondant, moins il faut de stomates. Un facteur qui ajoute un degré d'incertitude est que les plantes ont moins de stomates sous des climats plus secs et plus sous des climats humides.
Les feuilles fossiles sont rares et la pCO atmosphérique 2 les données sont rares pour les périodes anciennes de la Terre. En l'absence de données (suffisantes), la modélisation numérique permet d'expliquer les données avec une approche globalement cohérente qui respecte les lois fondamentales de la physique. L'un des plus connus est GEOCARB, un modèle géologique du cycle du carbone développé pour reconstruire pCO 2 l'histoire par Robert Berner et ses collègues.
Sur des échelles de temps supérieures à 100, 000 ans, pCO 2 est principalement ajouté à partir des volcans, et perdu par deux pompes à charbon :la pompe biologique et la pompe à carbonate.
Lors de la photosynthèse, les plantes et les algues absorbent le CO 2 pour construire leur matière organique. Quand ils meurent, ce CO 2 pourrait être piégé dans les sédiments. C'est la pompe biologique. La pompe à carbonate est le couplage entre l'altération des continents et la précipitation des roches carbonatées. CO 2 acidifie les eaux de surface qui dissolvent les roches. Les éléments dissous sont lavés dans l'océan où ils sont utilisés pour construire des matériaux calcaires tels que des coquillages ou des coraux, qui finissent par devenir des calcaires. Année après année, ces pompes stockent du CO 2 loin de l'atmosphère.
Autrefois, les volcans auraient pu être plus ou moins actifs; les continents étaient dans des endroits différents, qui a affecté les pompes à charbon. Berner et ses collègues ont quantifié comment l'évolution autrement connue de ces paramètres a affecté le cycle du carbone et, donc, pCO atmosphérique 2 . Ils connaissaient et affichaient l'incertitude de leur modèle. Leurs résultats doivent être présentés avec une enveloppe d'estimation, pas comme une valeur donnée.
Temps de pCO plus élevé 2 sont des périodes chaudes. Inversement, diminution du CO atmosphérique 2 le contenu a déclenché des périodes glaciaires telles que les périodes glaciaires carbonifères et modernes, à l'exception possible de l'Hirnantien (il y a 445 millions d'années). Des modèles récents suggèrent que pour cette période éloignée, la configuration tectonique a joué un rôle particulier.
Comment les humains affectent rapidement le climat
Au cours de la période commençant au moment où les dinosaures se sont éteints (il y a un peu plus de 66 Ma), les géologues peuvent compter sur de nombreuses températures et CO 2 des proxys en plus de δ¹⁸O ou des feuilles fossiles. Plus nous nous rapprochons de notre époque, plus il y a de proxys et moins il y a d'incertitudes, jusqu'à ce que nous puissions connecter des données géologiques et de carottes de glace qui se soutiennent mutuellement.
La tectonique a modifié la circulation océanique et conduit à la construction de chaînes de montagnes comme l'Himalaya. Les deux facteurs ont affecté les pompes à carbone et la pCO forcée 2 diminuer, comme le montrent les proxys et en accord avec les tendances GEOCARB. Cette diminution de pCO 2 conduit au refroidissement observé et conduit la Terre à l'alternance glaciaire-interglaciaire actuelle.
Nous pouvons déterminer à partir de carottes de glace et de proxies que pCO 2 oscille entre 200 et 350 ppm depuis 2,6 millions d'années et qu'elle est subitement passée de 280 à 410 ppm entre 1850 et 2018. pCO 2 se dirige vers des niveaux sans précédent pour 5, voire 30 millions d'années, lorsque la Terre était beaucoup plus chaude qu'aujourd'hui et qu'aucune calotte glaciaire de l'Atlantique n'était présente. Reconstitutions de température et pCO 2 peut nous offrir un aperçu de ce qui nous attend si nous ne ralentissons pas le CO 2 émissions.
Sur de longues échelles de temps, quand pCO 2 augmente, le réchauffement stimule les pompes à carbone, aidant ainsi pCO 2 diminuer. Cette rétroaction négative peut agir comme un thermostat géologique. Malheureusement, il est trop lent pour réagir assez rapidement pour compenser nos émissions rapides. A l'échelle d'une décennie, le réchauffement aggrave le CO 2 rejet dans l'atmosphère. Lorsque la température augmente, les océans se réchauffent et libèrent du CO dissous 2 à l'atmosphère. Pendant 2,6 millions d'années, les cycles glaciaires et interglaciaires ont été forcés par les fluctuations orbitales de la Terre et le CO 2 n'était qu'un retour positif interne. Aujourd'hui, CO anthropique 2 conduit et amplifie le réchauffement en cours.
En raison du pCO 2 augmenter, la température moyenne de surface a déjà augmenté de près de 1°C entre 1901 et 2012. La surface de la Terre a été beaucoup plus chaude qu'aujourd'hui par le passé et elle finira par se refroidir. Cependant, les conséquences des changements à court terme sont désastreuses. En plus des températures de surface plus élevées, événements météorologiques extrêmes, L'acidification des océans, ice melting and sea-level rise are about to significantly disrupt our daily lives and harms the ecosystems around us.
Earth science helps us understand the past of our planet. We cannot control Earth's orbit, tectonics or oceanic circulation but we can control our greenhouse-gas emissions. The future is for all of us to build.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
