Nous entendons souvent parler de « l’effet de serre » dans le contexte négatif du réchauffement climatique :c’est la raison pour laquelle les glaciers fondent et les modèles climatiques subissent des changements dangereux. Mais l'effet de serre n'est pas une mauvaise chose en soi :c'est un élément crucial et positif du bilan énergétique de la Terre.
C'est ce qui permet à la Terre de rester suffisamment chaude pour que la vie puisse survivre. Sans cela, la Terre ressemblerait à Mars. Alors, qu'est-ce que l'effet de serre , exactement ?
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Le processus tire son nom des serres qui restent bien au chaud pour la culture des plantes. Il s’agit essentiellement du même processus qui maintient la Terre bien au chaud pour maintenir la vie. Un exemple de l'effet de serre que la plupart d'entre nous ressentons au quotidien est le réchauffement de l'habitacle d'une voiture lorsque le véhicule est laissé au soleil.
Vous avez probablement remarqué que la température intérieure de votre voiture est toujours beaucoup plus chaude que la température extérieure si elle reste là pendant un certain temps. Les rayons du soleil pénètrent par les vitres de votre voiture. Une partie de la chaleur du soleil est absorbée par les sièges, le tableau de bord et la moquette et les tapis de sol.
Lorsque ces objets dégagent cette chaleur, celle-ci ne s’échappe pas entièrement par les fenêtres. Une partie est réfléchie :la chaleur rayonnée par les sièges a une longueur d'onde différente de celle de la lumière du soleil qui a traversé les fenêtres en premier lieu, et la vitre ne laissera pas passer autant de longueur d'onde.
Ainsi, une certaine quantité d’énergie entre et moins d’énergie en sort. Le résultat est une augmentation progressive de la température à l'intérieur de votre voiture.
En utilisant l'exemple d'une voiture au soleil, nous pouvons considérer l'atmosphère terrestre comme une vitre de voiture sphérique géante. L'effet de serre de la Terre maintient la planète beaucoup plus chaude que l'espace environnant.
Lorsque les rayons du soleil frappent l'atmosphère et la surface de la Terre, environ 70 % de l'énergie reste sur la planète, absorbée par la terre, les océans, les plantes et d'autres choses. Les 30 % restants sont réfléchis dans l'espace par les nuages, les champs de neige et d'autres surfaces réfléchissantes [source :NASA].
Mais même les 70 pour cent qui passent ne restent pas éternellement sur Terre (sinon, la Terre deviendrait une boule de feu ardente). Les éléments autour de la planète qui absorbent la chaleur du soleil finissent par rayonner une partie de cette chaleur (rayonnement) à une longueur d'onde différente, comme le font vos sièges de voiture et votre tableau de bord.
Ce processus d'absorption et de rayonnement maintient la Terre en équilibre radiatif :le rayonnement solaire frappe continuellement la Terre, la réchauffant; la Terre chaude renvoie une partie de ce rayonnement dans l’espace et se refroidit. Plus la Terre absorbe de rayonnement solaire, plus elle en libère.
Une partie de ce rayonnement libéré parvient dans l'espace, et le reste finit par être réfléchi vers la Terre lorsqu'il atteint certaines choses dans l'atmosphère, comme le dioxyde de carbone, le méthane et la vapeur d'eau – les vitres des voitures.
La chaleur qui ne parvient pas à traverser l'atmosphère terrestre maintient la planète plus chaude que dans l'espace, car plus d'énergie entre dans l'atmosphère qu'elle n'en sort. C'est l'effet de serre qui maintient la Terre au chaud.
S’il n’y avait pas d’effet de serre sur Terre, notre planète ressemblerait probablement beaucoup à Mars. Mars n'a pas une atmosphère suffisamment épaisse pour réfléchir beaucoup de chaleur vers la planète, il y fait donc très froid.
L’effet de serre est donc en réalité une bonne chose – et comme pour la plupart des bonnes choses, la modération est la clé.
La raison pour laquelle nous associons souvent l'effet de serre aux dommages environnementaux est que depuis la révolution industrielle, l'effet de serre est déséquilibré :l'atmosphère terrestre retient trop de chaleur.
Certains scientifiques ont suggéré que nous pourrions terraformer la surface de Mars en envoyant des « usines » qui rejetteraient dans l’air de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre. Si suffisamment d'émissions de gaz à effet de serre pouvaient être générées, l'atmosphère pourrait commencer à s'épaissir suffisamment pour retenir plus de chaleur et permettre aux plantes de vivre à la surface.
Une fois que les plantes se seraient répandues sur Mars, elles commenceraient à produire de l’oxygène. Après quelques centaines ou milliers d'années, Mars pourrait effectivement disposer d'un environnement dans lequel les humains pourraient simplement se promener, tout cela grâce à l'effet de serre.
Les scientifiques estiment que sans atmosphère, la surface de la Terre serait environ 54 degrés Fahrenheit (30 degrés Celsius) plus froide qu'elle ne l'est actuellement [source :NASA]. Cela porterait la température moyenne de la surface de la Terre à environ 5 degrés F (moins 15 degrés C); à titre de comparaison, la surface de Mars se situe autour de moins 9,4 degrés F (moins 23 degrés C) [source :Elert].
En d’autres termes, sans l’atmosphère terrestre et l’effet de serre qu’elle provoque, nous serions dans une situation désespérée. Mais il s’avère qu’un effet de serre trop actif peut avoir des conséquences tout aussi dévastatrices. Avec trop de gaz à effet de serre absorbant la chaleur dans l'atmosphère, trop de rayonnements sont piégés, provoquant un réchauffement de la Terre au-delà de sa température idéale.
Fondamentalement, la Terre n’est pas capable d’expulser suffisamment de chaleur pour rester au frais, ce qui entraîne ce que l’on appelle le « réchauffement climatique ». C'est l'effet de serre qui s'est déchaîné.
Le problème réside principalement dans la concentration accrue de dioxyde de carbone atmosphérique (CO2 ). CO2 est le gaz à effet de serre le plus abondant (après la vapeur d'eau).
À l'état naturel de la Terre, le CO2 les niveaux sont maintenus en équilibre principalement par l’activité de la vie végétale. Mais à mesure que les humains ont commencé à brûler de plus en plus de CO2 -en libérant des combustibles fossiles, les niveaux sont déséquilibrés.
Nous émettons trop de CO2 pour les plantes à gérer (surtout avec les effets supplémentaires de la déforestation). Avant la révolution industrielle à la fin des années 1700, la concentration de CO2 dans l'atmosphère était d'environ 280 parties par million (ppm). Au milieu des années 1900, ce nombre était de 300 ppm, et en 2023, nous avions des niveaux d'environ 420 ppm [source :NASA].
Cette augmentation a entraîné une augmentation de 2 degrés F (1 degré C) de la température de la Terre depuis l'ère préindustrielle – ce qui peut ne pas sembler beaucoup jusqu'à ce que vous réalisiez que les scientifiques prédisent des effets globaux désastreux et irréversibles à une température de 2 degrés C. augmentation, notamment la fonte des calottes glaciaires, l'élévation du niveau de la mer et les inondations qui l'accompagnent, les régimes climatiques extrêmes et la destruction généralisée de l'habitat de la faune.
Dans le cadre d’accords comme le Protocole de Kyoto et l’Accord de Paris, le monde a commencé à prendre des mesures pour tenter de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Il reste à voir si ces efforts parviendront à éviter le désastre ou s'ils s'avéreront insuffisants, trop tard.
