Les gaz à effet de serre ont commencé à réchauffer les océans du monde au début des années 1800, des décennies plus tôt qu’on ne le pensait, selon une nouvelle étude.
Les scientifiques considèrent généralement la fin du 19e siècle comme le point à partir duquel l’activité humaine a commencé à influencer le climat. Mais la nouvelle étude avance cette date aux années 1830.
L’étude, publiée aujourd’hui dans la revue Nature, s’appuie sur un nouvel enregistrement de la température de surface des mers tropicales remontant à 1500, capturé dans des coraux fossilisés et de minuscules organismes marins.
Les résultats suggèrent que le système climatique réagit aux gaz à effet de serre plus rapidement qu’on ne le pensait, disent les auteurs, avec des conséquences pour la compréhension des changements climatiques futurs.
« L’ère industrielle »
Lorsque la société humaine a commencé à s’industrialiser, nous avons commencé à changer la chimie de l’atmosphère en ajoutant du CO2 dans l’air, commencent les auteurs de l’article d’aujourd’hui.
Mais pour connaître l’ampleur du réchauffement que nous avons connu, il faut comparer les températures actuelles à une période précédant le moment où le monde a commencé à ressentir les effets de l’industrialisation. Les scientifiques appellent cette période de référence « préindustrielle » et la période qui s’est écoulée depuis « l’ère industrielle ».
Mais la définition de ces termes est semée d’embûches, explique le document :
« Déterminer un moment sans ambiguïté pour le début de l’ère industrielle est difficile, et fait partie du débat sur une définition formelle de l’Anthropocène. »
Captage de coraux à Rowley Shoals, à l’ouest de Broome en Australie occidentale, novembre 2009. Crédit : Eric Matson, Institut australien des sciences marines
Enregistreurs naturels
Ce que nous considérons comme l’enregistrement moderne des températures est constitué de plusieurs milliers de mesures de l’air au-dessus des terres et de la surface des océans, recueillies par des navires, des bouées et parfois aussi des satellites.
Pour faire la lumière sur la question difficile de savoir quand le réchauffement causé par l’homme a commencé, les auteurs de la nouvelle étude font appel à un autre type d’enregistrement des températures.
Les coraux et les minuscules organismes marins fossilisés enfouis dans les fonds marins agissent comme des enregistreurs naturels des températures océaniques passées. Avec les anneaux de croissance des arbres et les carottes de glace, qui offrent une fenêtre sur les températures terrestres tout au long de l’histoire de la Terre, ce sont tous des exemples de « proxies climatiques ».
En ajoutant les informations provenant des proxies, on prolonge l’enregistrement instrumental des températures dans l’étude d’aujourd’hui jusqu’à 1500 ans après JC. Elle est différente des études précédentes qui utilisent des proxies climatiques parce qu’elle utilise une toute nouvelle reconstruction de température pour les océans tropicaux.
Les océans sont importants pour comprendre le climat mondial parce que plus de 90% de la chaleur qui atteint la surface de la Terre y aboutit. Les changements dans la quantité de chaleur absorbée par les océans sont l’une des raisons pour lesquelles nous observons des périodes de changement de température plus rapide et plus lent tout au long de l’histoire de la Terre.
Crédit : Rosamund Pearce, Carbon Brief.
‘Time of emergence’
Même en supposant que les scientifiques disposent d’un enregistrement parfait des données remontant suffisamment loin, il serait toujours délicat de déterminer avec précision une date de début de l’ère industrielle. En effet, la détection d’un « signal » de changement climatique dans l’enregistrement des températures n’est pas nécessairement la même chose que le moment où le réchauffement a réellement commencé.
Le moment où une tendance devient claire dans les données de température moyenne pour une région donnée – connu sous le nom de « temps d’émergence » – dépend du moment où la source du réchauffement commence, de la vitesse à laquelle elle se produit et de la quantité de « bruit » de fond qui obscurcit le signal.
Les fluctuations naturelles du climat d’une année à l’autre, par exemple, peuvent signifier qu’une tendance pourrait n’être détectable que plusieurs décennies après que ce qui l’entraîne commence à avoir un effet.
L’enregistrement instrumental des températures montre que le signal de la hausse des températures est apparu dans l’océan tropical vers les années 1950. L’étude d’aujourd’hui utilise les informations supplémentaires capturées dans l’enregistrement par procuration pour remonter le début du réchauffement de 120 ans, jusqu’aux années 1830.
Le professeur Nerilie Abram, chercheuse sur les climats passés de la Terre à l’Université nationale australienne et auteur principal de l’étude déclare :
« Quelqu’un vivant dans les années 1830 ou même 1890 n’aurait pas été capable de distinguer qu’il y avait ce changement en cours », dit-elle. « C’est en ayant maintenant ce long enregistrement qui s’étend sur près de 200 ans à partir de ce point que nous pouvons revenir en arrière et dire ‘Eh bien, c’est à ce moment-là que les changements ont commencé' »
Le réchauffement de l’Arctique a également commencé au début des années 1830, indique l’article, bien que le signal n’émerge pas clairement dans l’enregistrement des températures pendant 100 ans en raison du « bruit » provenant de la variabilité naturelle. L’Arctique est l’endroit où les scientifiques constatent la hausse de température la plus rapide, connue sous le nom d’amplification arctique.
L’hémisphère Sud a montré une réponse plus lente, avec un réchauffement qui a commencé à la fin des années 1890 et un signal clair qui n’a pas émergé avant les années 1960. Si certaines parties de l’Antarctique se sont réchauffées – notamment la péninsule antarctique et l’Antarctique occidental – il n’y a pas d’empreinte claire du réchauffement sur l’ensemble du continent, note le document.
Reconstructions de la température depuis 1500 pour différentes régions (lignes colorées) avec un lissage sur 15 ans (lignes noires fines) et 50 ans (lignes noires épaisses). Le début du réchauffement de l’ère industrielle est indiqué pour chaque région (barres noires verticales). Source : Abram et al. (2016)
Le point important de l’étude est que le début du réchauffement de l’océan tropical dans les années 1830 est plus précoce que ce qui est généralement supposé à partir de l’enregistrement instrumental et d’autres reconstructions par procuration qui se sont concentrées principalement sur les températures terrestres de l’hémisphère Nord.
Le Dr Ed Hawkins, chercheur à l’Université de Reading qui n’a pas été impliqué dans l’étude, dit qu’il montre une période de « réchauffement soutenu » qui a commencé au début du 19ème siècle et se poursuit jusqu’à aujourd’hui. Il déclare à Carbon Brief:
« Ce signal de réchauffement a émergé au-dessus du bruit de fond de la variabilité au cours du 20ème siècle pour la plupart des parties du globe. C’est une preuve supplémentaire que le climat a déjà changé de manière significative depuis la période préindustrielle. »
Hawkins a également publié des travaux sur le « temps d’émergence ». Mais au lieu de regarder en arrière dans l’histoire, il regarde en avant pour savoir quand la température et les précipitations dans différentes parties du monde sont susceptibles d’émerger de la variabilité naturelle actuelle.
Cause et effet
Pour ne pas tirer de conclusions hâtives sur la source du réchauffement au début des années 1830, Abram et ses collègues ont utilisé des modèles climatiques pour examiner quels types de facteurs externes pourraient être responsables.
Jusqu’au début du 19e siècle, une série d’éruptions volcaniques provoquait un refroidissement de la Terre. Un certain réchauffement a suivi alors que le climat se réajustait, mais ce n’est pas suffisant pour expliquer ce qui s’est passé ensuite, explique le coauteur, le Dr Nicholas McKay, de l’Université d’Arizona.
« Si vous exécutez les modèles avec seulement les volcans et sans augmentation des gaz à effet de serre, vous voyez un réchauffement, à partir du début des années 1800. Mais ensuite, il se stabilise, et vous ne voyez pas ce réchauffement se poursuivre au cours du 20e siècle. »
Ce n’est qu’en incluant les gaz à effet de serre dans le modèle que les scientifiques voient un modèle de réchauffement qui correspond à ce que les enregistrements par procuration suggèrent que le monde a réellement connu, dit McKay.
Mark Curran tient un échantillon de carotte de glace sous le regard de Nerilie Abram. Photo : Oliver Berlin
Sensibilité excessive
Savoir à quelle vitesse la Terre a réagi aux gaz à effet de serre au début de l’ère industrielle en dit long aux scientifiques sur la sensibilité du système climatique.
Poser un chiffre sur l’augmentation de la température mondiale en réponse à un doublement du dioxyde de carbone – connu sous le nom de sensibilité climatique – est une question importante dans la science du climat, car elle aide à prédire plus précisément l’ampleur du réchauffement que nous verrons à l’avenir.
Mais si l’étude d’aujourd’hui suggère que les océans du monde sont plus sensibles qu’on ne le pensait, il y a un élément de bonne nouvelle à en tirer, disent les auteurs. Si nous pouvons réduire les émissions de gaz à effet de serre, il pourrait juste y avoir certaines régions où nous pourrions voir des retours sur investissement rapides, proteste Abram.
Ce billet a été publié le 24 août 2016 18h00
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