Les gaz a effet de serre dans l'atmosphère de demain

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Une autre source d’incertitude concerne l’évolution future

La quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Au rythme actuel des émissions des différentes espèces chimiques, un niveau équivalent à un doublement de la quantité de gaz carbonique — par rapport à sa valeur préindustrielle — devrait être atteint vers l’an 2030. Mais il est clair que le rythme de croissance pourrait fortement évoluer en raison de facteurs socio-économiques que nous ne maîtrisons pas. Le plus probable est une accélération de la consommation de combustibles fossiles par les pays en voie de développement, suivant l’exemple des pays occidentaux. Ces pays consomment actuellement bien moins d’énergie par habitant que les pays industrialisés, mais il y a toute raison de penser qu’ils souhaiteront bénéficier de l’amélioration des conditions de vie qui accompagne le développement industriel. La forte poussée démographique est également un facteur pouvant affecter le taux de croissance des émissions des gaz à effet de serre. Tous ces facteurs risquent de jouer en faveur de l’augmentation des émissions de ces gaz. Néanmoins, à l’opposé, des mesures d’économie d’énergie prises dans les pays les plus avides d’énergie pourraient atténuer le taux de croissance, comme le montre le léger fléchissement de l’utilisation des combustibles fossiles au début des années 1970, consécutif à la première crise du pétrole.

Si l’évolution future des nouveaux composés chimiques introduits par l’industrie dans l’atmosphère dépend essentiellement de l’homme, le problème est autrement plus complexe en ce qui concerne les composants naturels de l’air tels que le gaz carbonique et le méthane. En émettant ces gaz, l’homme perturbe un équilibre préexistant et il est difficile de prévoir toutes les incidences de ce déséquilibre.

Le déséquilibre du cycle du carbone

Les émissions dues à l’activité industrielle et à la déforestation injectent une quantité supplémentaire, relativement petite, de gaz carbonique dans l’atmosphère. Le flux émis par l’homme est 10 à 15 fois plus faible que les flux naturels échangés entre l’atmosphère et la végétation, ou entre l’atmosphère et l’océan, et ne représente chaque année que 1% du réservoir atmosphérique de carbone. Mais cet apport supplémentaire suffit à perturber le cycle naturel. De façon assez étonnante, seule la moitié des émissions dues à l’homme reste effectivement dans l’atmosphère. L’autre moitié est absorbée par les océans et la biosphère continentale.

On estime actuellement que l’océan intervient pour moitié dans l’élimination partielle de l’excédent de carbone rejeté par les activités industrielles. L’absorption physico-chimique par les eaux polaires froides et le mécanisme de pompe biologique résultant de la production de phytoplancton par photosynthèse acheminent cet excès de gaz carbonique vers les fonds océaniques. Cependant, l’océan n’élimine que temporairement l’excédent de carbone, qui sera remis en circulation dans l’atmosphère plusieurs centaines, voire milliers d’années plus tard, à mesure que les courants océaniques ramèneront les eaux profondes en surface.

Le problème se complique encore si on considère que la capacité d’absorption de l’océan dépend de sa circulation, de sa température et de son activité biologique, tous processus qui pourraient bien être modifiés dans le futur par le réchauffement du climat. A mesure que l’océan se réchauffe, il absorbe moins de gaz carbonique et la teneur en gaz croît d’autant dans l’air. Nous ne savons pas bien ce qui peut advenir de l’activité biologique, mais il est certain que celle-ci est limitée par la quantité disponible des nutriments à base d’azote et de phosphore qui entrent dans la synthèse des molécules de protéines. La production biologique primaire ne peut donc s’intensifier indéfiniment pour éliminer l’excédent de carbone. Notre connaissance du cycle du carbone dans l’océan est encore fort approximative et nous sommes loin de pouvoir prévoir son impact sur la quantité future de gaz carbonique atmosphérique.

L’incertitude est encore plus grande quant au rôle de la biosphère, à la fois source de gaz carbonique par la déforestation et la décomposition du bois mort, et «puits» par le stockage de carbone dans la cellulose des plantes. Il est donc difficile d’étabhr le bilan des échanges entre la biosphère et l’atmosphère: comme l’océan n’absorbe pas tout le sur-plus de gaz carbonique, il paraît clair que la biosphère en prélève une partie. Mais nous comprenons encore très mal quels processus spécifiques interviennent. Si la production végétale est stimulée dans le futur par l’accroissement du taux de carbone dans l’air, il est probable que la fonction «puits» de la biosphère continentale s’intensifiera, du moins si les forêts ne sont pas totalement détruites auparavant.

Des incertitudes qui incitent à la prudence

Incertitudes sur l’évolution future de la composition atmosphérique, incertitudes sur la physique des nuages et leur effet sur le rayonnement, incertitudes concernant la circulation océanique et le comportement futur des calottes de glaces, incitent les scientifiques à une grande prudence. Certes, notre connaissance du système climatique et des nombreuses interactions entre l’atmosphère, l’océan, la biosphère et la cryosphère est encore limitée et nous ne savons pas prévoir avec précision quand, comment et où un changement se produira dans l’avenir. Nous pouvons cependant affirmer que l’homme modifie de façon substantielle la composition de l’atmosphère, et cela beaucoup plus rapidement que la nature n’a pu le faire jusqu’à présent. En s’appuyant sur l’enseignement du passé, un réchauffement du climat futur apparaît inévitable.

Il faut prendre conscience que les effets de pollution résultant des activités humaines atteignent maintenant l’échelle planétaire. Jusqu’à présent, nous avons surtout été sensibilisés aux effets locaux de la pollution: pollution automobile dans les grandes villes, pluies acides attaquant les forêts dans les régions industrialisées. Ces manifestations locales, d’ampleur limitée, paraissent maîtrisables à terme. Il est plus difficile de réaliser le changement d’échelle de l’altération de l’atmosphère planétaire. Ces dernières années, cependant, la mise en évidence d’un «trou» dans la couche d’ozone au-des- sus de l’Antarctique nous a mis en garde contre l’action de l’homme sur l’environnement global de la planète.