Chaque année, la couverture de glace de mer dans l'océan Arctique se réduit à un point bas à la mi-septembre. Cette année, il ne mesure que 1,44 million de miles carrés (3,74 millions de kilomètres carrés) – la deuxième valeur la plus basse en 42 ans depuis que les satellites ont commencé à prendre des mesures. La glace ne couvre aujourd'hui que 50 % de la superficie qu'elle couvrait il y a 40 ans à la fin de l'été.

Comme l'a montré le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont plus élevés qu'à tout autre moment de l'histoire de l'humanité. La dernière fois que le CO atmosphérique 2 les concentrations ont atteint le niveau actuel - environ 412 parties par million - il y a 3 millions d'années, à l'époque pliocène.

En tant que géoscientifiques qui étudient l'évolution du climat de la Terre et comment il crée les conditions de la vie, nous considérons l'évolution des conditions dans l'Arctique comme un indicateur de la façon dont le changement climatique pourrait transformer la planète. Si les émissions mondiales de gaz à effet de serre continuent d'augmenter, ils pourraient ramener la Terre aux conditions du Pliocène, avec des niveaux de mer plus élevés, des changements climatiques et des conditions modifiées à la fois dans le monde naturel et dans les sociétés humaines.

L'Arctique pliocène

Nous faisons partie d'une équipe de scientifiques qui a analysé des carottes de sédiments du lac El'gygytgyn dans le nord-est de la Russie en 2013 pour comprendre le climat de l'Arctique sous des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique plus élevés. Le pollen fossile conservé dans ces carottes montre que l'Arctique pliocène était très différent de son état actuel.

Aujourd'hui, l'Arctique est une plaine sans arbres avec seulement une végétation clairsemée de toundra, comme les graminées, carex et quelques plantes à fleurs. En revanche, les carottes de sédiments russes contenaient du pollen d'arbres comme le mélèze, épicéa, sapin et pruche. Cela montre que les forêts boréales, qui se terminent aujourd'hui à des centaines de kilomètres plus au sud et à l'ouest en Russie et au cercle polaire arctique en Alaska, une fois atteint jusqu'à l'océan Arctique à travers une grande partie de la Russie arctique et de l'Amérique du Nord.

Parce que l'Arctique était beaucoup plus chaud au Pliocène, la calotte glaciaire du Groenland n'existait pas. Les petits glaciers le long de la côte est montagneuse du Groenland étaient parmi les rares endroits avec de la glace toute l'année dans l'Arctique. La Terre pliocène n'avait de glace qu'à une extrémité – en Antarctique – et cette glace était moins étendue et plus susceptible de fondre.

Parce que les océans étaient plus chauds et qu'il n'y avait pas de grandes calottes glaciaires dans l'hémisphère nord, le niveau de la mer était de 30 à 50 pieds (9 à 15 mètres) plus haut dans le monde qu'aujourd'hui. Les côtes étaient loin à l'intérieur des terres de leurs emplacements actuels. Les zones qui sont maintenant la vallée centrale de la Californie, la péninsule de Floride et la côte du golfe étaient toutes sous l'eau. Il en était de même du pays où les grandes villes côtières comme New York, Miam, Los Angeles, Stand de Houston et Seattle.

Des hivers plus chauds dans ce qui est maintenant le manteau neigeux réduit de l'ouest des États-Unis, qui fournit aujourd'hui une grande partie de l'eau de la région. Le Midwest et les Grandes Plaines d'aujourd'hui étaient tellement plus chauds et plus secs qu'il aurait été impossible d'y cultiver du maïs ou du blé.

Pourquoi y avait-il autant de CO 2 au Pliocène ?

Comment le CO 2 les concentrations au Pliocène atteignent-elles des niveaux similaires à ceux d'aujourd'hui ? Les humains n'apparaîtraient pas sur Terre avant au moins un autre million d'années, et notre utilisation des combustibles fossiles est encore plus récente. La réponse est que certains processus naturels qui se sont produits sur Terre tout au long de son histoire libèrent du CO 2 à l'atmosphère, tandis que d'autres le consomment. Le système principal qui maintient ces dynamiques en équilibre et contrôle le climat de la Terre est un thermostat global naturel, régulé par des roches qui réagissent chimiquement avec le CO 2 et le retirer de l'atmosphère.

Dans les sols, certaines roches se décomposent continuellement en de nouveaux matériaux dans des réactions qui consomment du CO 2 . Ces réactions ont tendance à s'accélérer lorsque les températures et les précipitations sont plus élevées, exactement les conditions climatiques qui se produisent lorsque les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre augmentent.

Mais ce thermostat a un contrôle intégré. Quand le CO 2 et les températures augmentent et l'altération des roches s'accélère, il tire plus de CO 2 de l'atmosphère. Si CO 2 commence à tomber, les températures se refroidissent et l'altération des roches ralentit globalement, extraire moins de CO 2 .

Les réactions d'altération des roches peuvent également fonctionner plus rapidement lorsque le sol contient de nombreuses surfaces minérales nouvellement exposées. Les exemples incluent les zones à forte érosion ou les périodes où les processus tectoniques de la Terre ont poussé la terre vers le haut, créant de grandes chaînes de montagnes aux pentes abruptes.

Le thermostat d'altération des roches fonctionne à un rythme géologiquement lent. Par exemple, à la fin de l'âge des dinosaures il y a environ 65 millions d'années, les scientifiques estiment que le CO atmosphérique 2 les niveaux étaient compris entre 2, 000 et 4, 000 parties par million. Il a fallu plus de 50 millions d'années pour les réduire naturellement à environ 400 parties par million au Pliocène.

Parce que les changements naturels du CO 2 les niveaux sont arrivés très lentement, les changements cycliques du système climatique terrestre étaient également très lents. Les écosystèmes ont eu des millions d'années pour s'adapter, s'adapter et réagir lentement aux changements climatiques.

Un avenir proche du Pliocène ?

Aujourd'hui, les activités humaines submergent les processus naturels qui tirent le CO 2 hors de l'atmosphère. A l'aube de l'ère industrielle en 1750, CO atmosphérique 2 s'élevait à environ 280 parties par million. Il n'a fallu que 200 ans aux humains pour inverser complètement la trajectoire commencée il y a 50 millions d'années et ramener la planète au CO 2 niveaux jamais connus depuis des millions d'années.

La majeure partie de ce changement s'est produite depuis la Seconde Guerre mondiale. Des augmentations annuelles de 2 à 3 parties par million sont désormais courantes. Et en réponse, la Terre se réchauffe à un rythme rapide. Depuis environ 1880, la planète s'est réchauffée de 1 degré Celsius (2 degrés Fahrenheit) – plusieurs fois plus vite que n'importe quel épisode de réchauffement au cours des 65 derniers millions d'années de l'histoire de la Terre.

Dans l'Arctique, les pertes de neige réfléchissante et de couverture de glace ont amplifié ce réchauffement jusqu'à +5 C (9 F). Par conséquent, l'été, la couverture de glace de mer arctique a tendance à baisser de plus en plus. Les scientifiques prévoient que l'Arctique sera complètement libre de glace en été au cours des deux prochaines décennies.

Ce n'est pas la seule preuve d'un réchauffement drastique de l'Arctique. Les scientifiques ont enregistré des taux de fonte estivale extrêmes à travers la calotte glaciaire du Groenland. Début août, La dernière banquise restante du Canada, sur le territoire du Nunavut, s'est effondré dans la mer. Certaines parties de la Sibérie arctique et du Svalbard, un groupe d'îles norvégiennes dans l'océan Arctique, atteint des températures record cet été.

Villes côtières, les régions du grenier agricole et l'approvisionnement en eau de nombreuses communautés seront radicalement différentes si cette planète revient à un Pliocène CO 2 monde. Cet avenir n'est pas inévitable, mais pour l'éviter, il faudra maintenant faire de grands pas pour réduire la consommation de combustibles fossiles et baisser le thermostat de la Terre.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.