Est-on sûr de la responsabilité de l'homme dans les émissions de gaz à effet de serre ?

Source : Jean-Marc Jancovici, membre du Comité de Veille Ecologique de la Fondation. Site perso.

Comme on l'a vu dans le descriptif des gaz à effet de serre, un certain nombre d'entre eux proviennent aussi de sources parfaitement naturelles et anciennes. Qu'est-ce qui permet de dire que l'homme y est bien pour quelque chose dans ce que l'on observe actuellement ?

Dans cette affaire, les scientifiques travaillent comme un (bon) magistrat : ils se basent sur "un faisceau d'indices concordants".

Même sur une courte période, la concentration en CO2 augmente rapidement.

Depuis la fin des années 50, on sait mesurer directement la concentration en CO2 dans l'atmosphère. Pour être sûr de ne pas être perturbé par une ville proche (qui est une grosse source d'émission de CO2) cette mesure se fait...au milieu de l'océan, ou plus exactement sur une île de l'archipel de Hawaï, au milieu du Pacifique.

Depuis cette date, on a constaté que chaque année la concentration en gaz carbonique dans l'air augmentait un peu. Et non seulement elle augmente, mais elle augmente chaque année un peu plus (graphique ci-dessous). Il y a donc une "accélération" de l'augmentation très perceptible sur une échelle de temps - quelques dizaines d'années - qui est ridiculement courte à l'échelle des cycles naturels.

Augmentations d'une année sur l'autre de la concentration en CO2 mesurée à Mauna Lowa, Hawaï. La courbe la plus saccadée représente les augmentations brutes, la courbe plus régulière représente la moyenne glissante sur 10 ans. Source : GIEC

La mesure des gaz à effet de serre sur une longue période

Pour pouvoir dire si la civilisation industrielle y est pour quelque chose ou pas, il faut pouvoir se faire une idée de ce qui se passait avant son début, c'est à dire avant 1750.

Or avant 1750 (et même quelques temps après) il n'y n'avait pas d'instruments permettant de mesurer directement la teneur en CO2 dans l'air, pas plus que la teneur en méthane ou en quoi que ce soit d'autre. Comment a-t-on procédé ?

Nous avons la chance d'avoir, au pôle Sud, un dispositif naturel d'archivage de la composition de l'air. Chaque année, il y tombe de la neige, qui finit par se transformer en glace, comme cela se passe avec les glaciers de nos Alpes. Au cours de cette transformation de neige en glace, l'air qui entoure les flocons de neige se retrouve emprisonné dans la glace, sous forme de petites bulles.

Ces bulles datent donc de l'époque où la neige est tombée (en fait il y a un léger décalage, mais qui est toujours le même, donc on peut s'en sortir).

Par ailleurs, comme la température de l'antarctique est très basse et qu'il ne dégèle jamais, chaque année voit de nouvelles chutes de neige qui viennent recouvrir les précédentes. Le résultat de tout cela est que la calotte glaciaire de l'Antractique se compose de glace qui est de plus en plus vieille au fur et à mesure que l'on creuse plus profond, et que, avec chaque couche de glace d'un âge donné, on trouve un peu d'air - sous forme de micro-bulles - qui date de la même époque que la glace.

Avec nos instruments et techniques modernes, on sait :

creuser et extraire proprement (sans la contaminer avec de l'air ambiant) ce que l'on appelle une "carotte" dans la glace, c'est à dire un grand cylindre de quelques dizaines de centimètres de diamètre et dont la longueur est de quelques kilomètres (de la surface jusqu'au rocher),

dater la glace tout le long de la carotte,

analyser la composition des bulles d'air qui s'y trouvent (aussi tout le long), et notamment les concentrations des principaux gaz à effets de serre "naturels" (c'est à dire gaz carbonique, méthane, protoxyde d'azote).

Creuser la glace pour connaître les climats du passé est le métier des paléoclimatologues.

Les couches les plus profondes de l'Antarctique datant d'il y a 400.000 ans, on comprend que l'on peut avoir un bon aperçu - d'autant plus précis que l'on est proche de notre époque, il est vrai - sur ce qui s'est passé pendant cette période. Pour être exact, on peut avoir une représentation très précise de ce qui s'est passé pednant les 100.000 denières années, puis une idée encore acceptable (c'est à dire encore exploitable) de ce qui s'est passé sur les 300.000 années d'avant (de -100.000 à -400.000 ans).

Les constatations

Si l'on fait la courbe des concentrations dans l'air de gaz à effet de serre "naturels" depuis 1750 (début de l'industrialisation) (graphique ci-dessous), on constate que ces concentrations suivent tous une courbe en très forte croissance (à peu près exponentielle) depuis cette date.

Variation des teneurs de l'atmosphère en gaz à effet de serre depuis 1750. (compilation réalisée par J. Chappellaz). Les résultats proviennent de l'analyse des bulles d'air mesurées dans la glace (Blunier et al., 1993 ; Etherigde et al., 1996) et, pour les années récentes, de mesures directes. NB : un ppmv signifie une partie par million, c'est à dire 0,0001% ; un ppbv = une partie par billion (en Anglais, un billion = un milliard), c'est à dire 0,0000001% : mille fois moins ! On voit que les gaz à effet de serre n'ont pas besoin d'être présents en grande quantité pour avoir un effet déterminant.

Par ailleurs, aux incertitudes de mesure près, les concentrations de CO2 avant 1750 sont constantes sur plus de dix mille ans, et n'ont jamais dépassé la valeur de 1750 (280 ppmv, alors qu'aujourd'hui nous sommes déjà à 350) pendant les 400.000 ans qui ont précédé 1750.

En fait, sur les 400.000 dernières années, les concentrations de CO2 oscillent entre 200 et 280 ppmv.

Les concentrations jamais atteintes de ces gaz, ainsi que le rythme inconnu jusqu'alors de l'augmentation de leur concentration permettent d'affirmer que c'est bien l'homme et en particulier ses activités "modernes" qui est la cause de l'augmentation des concentrations de ces gaz.

Cela est de toute façon une évidence pour les gaz "industriels" qui n'étaient pas présents naturellement dans l'atmosphère (halocarbures) et dont les concentrations augmentent également de manière exponentielle (graphique ci-dessous pour certains d'entre eux ; les halocarbures comportent plusieurs dizaines de représentants dont les noms sont des sigles barbares assez peu parlants pour le profane).

Variation des teneurs de l'atmosphère pour certains gaz à effet de serre industriels. Source : GIEC

un halocarbure : HCFC-22 (en parties par trillion - une partie par trillion = 0,0000000001% !)

2 halocarbures : HCFC -141b et HCFC -141b (en parties par trillion)

Hexafluorure de soufre (en parties par trillion).

En savoir plus (pour lecteur averti) sur les relations entre climat du passé et climat futur : un article de Jean Jouzel & Claude Lorius publié en mai 2000 dans La Jaune et La Rouge, revue des anciens élèves de l'Ecole Polytechnique