Les humains doivent se garder de franchir un «point de non-retour» qui conduit à une catastrophe écologique telle que la perte de forêts tropicales ou un changement climatique irréversible, selon l'étude la plus détaillée du genre.

La fine ligne séparant le climat actuel de la Terre d'un climat gelé – ce qu'on appelle l'état boule de neige – a été explorée dans une nouvelle recherche menée par l'Université de Reading qui combine les mathématiques avec la science du climat.

Les chercheurs ont analysé comment les événements aléatoires et l'action humaine pouvaient se combiner pour atteindre un point de basculement, où un état naturel passe à un état très différent.

Les résultats, publié aujourd'hui dans la revue Lettres d'examen physique , peut être appliqué au climat de la Terre, des caractéristiques du paysage ou des écosystèmes comme une forêt tropicale pour nous aider à comprendre comment ils peuvent être modifiés ou détruits après avoir atteint un point de non-retour.

Valerio Lucarini, Professeur de mécanique statistique à l'Université de Reading et auteur principal de l'étude, a déclaré:"Les changements de climat ou les déclins catastrophiques des caractéristiques naturelles comme les forêts se produisent tous de la même manière qu'un voyage dans une région montagneuse. Ces états sont comme deux vallées divisées par un col de montagne, qu'il faut traverser pour se déplacer entre eux.

« La localisation de cette ligne de démarcation nous a permis de mieux comprendre quand nous sommes susceptibles de voir des transitions dans le monde naturel. Cela aide à définir un espace d'exploitation sûr, nous permettant d'adapter notre comportement pour rester dans ce cadre et de réaliser quand une transition pourrait se produire. Couper des arbres, endommager les écosystèmes ou altérer le climat pourraient tous nous amener à nous éloigner trop près d'un point de basculement, risquer des changements dramatiques et irréversibles."

La nouvelle recherche s'appuie sur une étude précédente (2017) publiée dans Nonlinearity par les mêmes auteurs, qui a utilisé une méthode dynamique pour identifier le point de basculement entre deux états concurrents. Cette étude a conduit à une compréhension sans précédent des propriétés de stabilité globale du climat et a été présentée comme l'un des faits saillants de l'année par le PIO Sciences journal qui l'a publié.

La nouvelle étude aide à notre compréhension des points de basculement climatique de la Terre. La Terre a basculé plusieurs fois entre un état chaud et boule de neige il y a environ 650 millions d'années, précédant le début de la vie multicellulaire.

L'équipe a utilisé des fluctuations aléatoires pour simuler une approche d'un tel point de basculement, montrant à quel moment une transition d'un état à l'autre devient probable.

Cela peut être appliqué à des éléments naturels comme la forêt amazonienne. La forêt tropicale subit des fluctuations causées par les incendies, la sécheresse ou la déforestation d'origine humaine, mais est capable de se régénérer jusqu'à un certain point. La recherche pourrait nous aider à juger à quel point une forêt deviendrait incapable d'absorber ces événements et amorcerait un déclin irrésistible, nous permettant d'agir en conséquence pour le préserver.

L'équipe prévoit maintenant d'appliquer leurs découvertes à une transition climatique réelle qui peut être vue aujourd'hui, analyser les processus qui conduisent au début et à la fin de la saison des moussons dans certaines parties du monde, ou ceux responsables des différents régimes de circulation dans l'océan Atlantique.

Le professeur Lucarini a déclaré:"Le franchissement d'un point de basculement repose sur une combinaison d'événements aléatoires qui s'accumulent pour produire la transition.

"L'action humaine peut être insignifiante lorsque le point de basculement est éloigné, mais pourrait être la goutte d'eau à mesure que nous nous en approchons. Comprendre ce contexte est crucial pour juger quand nous pourrions basculer dans un nouvel état. »