Les concentrations de gaz à effet de serre
battent de nouveaux records
La teneur de l'atmosphère en
gaz à effet de serre a atteint un niveau inégalé en 2012, poursuivant et
accélérant une progression qui alimente le changement climatique et façonnera l'avenir
de notre planète pendant des milliers d'années.
Depuis le début de l'ère industrielle, en 1750, la
concentration moyenne [1] dans l'atmosphère des trois principaux gaz
responsables de l'effet de serre a fortement augmenté : + 41 % pour le CO2 ; + 160
% pour le méthane 160 % et + 20 % pour le protoxyde d'azote.
« Dans son cinquième Rapport d'évaluation paru récemment,
le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC)
souligne que les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone, de
méthane et de protoxyde d'azote ont atteint des niveaux sans précédent depuis
au moins 800 000 ans », a rappelé le Secrétaire général de l'OMM, Michel
Jarraud.
Le dernier Bulletin de l'Organisation Météorologique
Mondiale (OMM) sur les gaz à effet de serre révèle que le forçage radiatif
de l'atmosphère par les gaz à effet de serre, qui induit un réchauffement du
système climatique, s'est accru de 32 % entre 1990 et 2012.
Dioxyde de carbone (CO2)
Le dioxyde de carbone est le principal gaz à effet de serre
rejeté par les activités humaines, telles la combustion de matières fossiles ou
le déboisement. D'après le Bulletin de l'OMM sur les gaz à effet de serre, la
quantité de CO2 présent dans l'atmosphère du globe a atteint 393,1 parties par
million en 2012, ce qui correspond à 141 % du niveau préindustriel (278 parties
par million).
Entre 2011 et 2012, la teneur de l'atmosphère en CO2 a
augmenté de 2,2 parties par million, une hausse supérieure à la moyenne
des dix dernières années (2,02 parties par million), ce qui dénote une
accélération de la tendance.
Pendant l'année 2012, les concentrations mensuelles relevées
par plusieurs stations de la Veille de l'atmosphère globale dans l'Arctique ont
franchi le seuil symbolique de 400 parties par million.
En 2013, les données horaires et quotidiennes ont excédé
cette valeur ailleurs dans le monde, notamment à Mauna Loa, Hawaii, la plus
ancienne station de mesure continue des paramètres de l'atmosphère, couramment
considérée comme un site de référence au sein de la Veille de l'atmosphère
globale.
Les concentrations de CO2 fluctuent d'une saison
et d'une région à l'autre. Si le rythme actuel se maintient, la teneur annuelle
moyenne en CO2 à l'échelle du globe devrait dépasser le seuil de 400
parties par million en 2015 ou 2016.
Parce qu'il demeure dans l'atmosphère pendant des centaines
voire des milliers d'années, le dioxyde de carbone déterminera la moyenne
mondiale du réchauffement en surface d'ici à la fin du XXIe siècle et
au-delà. Ainsi, la plupart des aspects du changement climatique persisteront
pendant des siècles, même si les émissions de CO2 cessaient sur-le-champ.
Méthane (CH4)
Le méthane est le deuxième gaz à effet de serre persistant
par son abondance. Environ 40 % des rejets de CH4 dans l'atmosphère sont
d'origine naturelle (zones humides, termites, etc.) et 60 % d'origine humaine
(élevage de bétail, riziculture, exploitation des combustibles fossiles,
décharges, combustion de biomasse, etc.).
Le CH4 atmosphérique a atteint un nouveau pic en 2012 – 1
819 parties par milliard environ, soit 260 % du niveau préindustriel – en
raison de l'accroissement des émissions anthropiques. Après une période de
stabilisation, la teneur de l'atmosphère en méthane augmente de nouveau depuis
2007.
Le Bulletin précise, dans une partie consacrée au méthane,
qu'il n'y a pas à ce jour d'augmentation mesurable des concentrations de
CH4 dans l'Arctique sous l'effet de la fonte du pergélisol et
des hydrates. L'accroissement des teneurs moyennes en CH4 dans le monde
est plutôt associé à une hausse des émissions aux latitudes tropicales et
moyennes de l'hémisphère Nord. Une meilleure couverture et des
observations plus fines que celles dont on dispose actuellement permettraient
de dire si cette progression est due à des facteurs humains ou naturels.
Protoxyde d'azote (N2O)
Les émissions de protoxyde d'azote dans l'atmosphère sont
d'origine naturelle (environ 60 %) et humaine (environ 40 %), puisqu'elles
proviennent notamment des océans, des sols, de la combustion de biomasse, des engrais
et de divers processus industriels. La concentration atmosphérique de N2O a
atteint quelque 325,1 parties par milliard en 2012, ce qui représente 0,9
partie par milliard de plus que l'année précédente et 120 % du niveau
préindustriel. À un horizon de 100 ans, l'impact du protoxyde d'azote sur le
climat est 298 fois plus grand que celui du dioxyde de carbone, à émissions
égales.
De plus, Ce gaz joue aussi un rôle important dans la
destruction de la couche d'ozone stratosphérique qui nous protège des rayons
ultraviolets nocifs émis par le soleil.
Autres gaz à effet de serre
Le forçage radiatif total induit par l'ensemble des gaz à
effet de serre persistants correspondait en 2012 à une concentration de 475,6
parties par million en équivalent CO2, contre 473,0 parties par
million en 2011. Parmi les autres gaz à effet de serre persistants figurent les
chlorofluorocarbures (CFC) destructeurs d'ozone, ainsi que les
hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et les hydrofluorocarbures (HFC) qui
augmentent à un rythme assez rapide.
Vers un réchauffement
climatique catastrophique
Les processus qui se déroulent dans l'atmosphère ne sont
qu'un aspect des changements en cours. La moitié environ du CO2 rejeté par les
activités humaines demeure dans l'atmosphère, le reste est absorbé par la
biosphère et par les océans.
« Les observations provenant du vaste réseau de la Veille
de l'atmosphère globale de l'OMM montrent une fois encore que les gaz d'origine
anthropique qui retiennent la chaleur ont perturbé l'équilibre naturel de l'atmosphère
terrestre et contribuent largement au changement climatique », a ajouté
Michel Jarraud. « C'est pour cela que notre climat change, que les
conditions météorologiques sont plus extrêmes, que les inlandsis et les
glaciers fondent et que le niveau de la mer s'élève (...) Selon le GIEC,
si nous poursuivons dans la même voie, la température moyenne du globe à la fin
du siècle pourrait excéder de 4,6 degrés ce qu'elle était avant l'ère
industrielle – et même plus dans certaines régions. Les conséquences seraient
catastrophiques. » alerte-t-il.
Notes
Le Bulletin de l'OMM sur les gaz à effet de serre rend
compte des concentrations – et non des émissions – de ces gaz dans
l'atmosphère. Par émissions, on entend les quantités de gaz qui pénètrent dans l'atmosphère
et, par concentrations, celles qui y restent à la faveur des interactions
complexes qui se produisent entre l'atmosphère, la biosphère et les océans.
Auteur
Organisation Météorologique
Mondiale
Ecart
toujours plus grand entre les émissions de gaz à effet de serre et les
objectifs de réduction
Si la communauté internationale ne prend pas immédiatement des
mesures de grande envergure pour combler l'écart entre les besoins et les
perspectives en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre
(GES), la possibilité de recourir à la formule du moindre coût pour maintenir
la hausse des températures en dessous des 2° C au cours de ce siècle diminuera
rapidement, provoquant ainsi des défis difficilement surmontables.
La publication du rapport 2013 sur
l'écart entre les besoins et les perspectives en matière de réduction
d'émissions, coordonné par le Programme des Nations unies pour l'environnement
(PNUE) et auquel ont participé 44 groupes scientifiques dans 17 pays,
intervient alors que les dirigeants sont sur le point de se réunir à Varsovie à
l'occasion de la dernière Conférence des parties sur les changements
climatiques.
Ce rapport constate qu'en dépit des
moyens qui pourraient permettre d'atteindre l'objectif de 2° C malgré
l'augmentation des émissions, la non réduction de l'écart entre les besoins et
les perspectives en matière de réduction des émissions aggravera les problèmes
d'atténuation après 2020.
Cela se traduira par des taux beaucoup
plus élevés de réduction des émissions mondiales à moyen terme ; une plus
grande dépendance envers les infrastructures à forte intensité de carbone et, à
moyen terme, envers des technologies souvent non éprouvées ; une augmentation
des coûts d'atténuation à moyen et long termes et des risques accrus de ne pas
parvenir à l'objectif des 2° C.
Diminuer rapidement les émissions de gaz
à effet de serre à maximum 44 Gt eCO2 en 2020
Même si les pays respectent leurs
engagements climatiques actuels, d'ici 2020 les émissions de GES devraient
dépasser de 8 à 12 gigatonnes d'équivalent CO2 (Gt éq-CO2) le niveau qui
permettrait de recourir à la formule du moindre coût.
Si l'écart n'est pas comblé ou réduit de
manière significative d'ici là, il ne sera plus possible de recourir aux
nombreuses possibilités permettant de limiter la hausse des températures et de
réduire l'objectif à 1,5° C. Il deviendra d'autant plus nécessaire d'améliorer
plus rapidement l'efficacité énergétique et de recourir à la biomasse pour la
capture et le stockage du carbone.
Pour pouvoir atteindre l'objectif des 2°
C et parer à ces conséquences négatives, le rapport indique que les émissions ne devraient pas dépasser 44 Gt éq-CO2 à
l'horizon 2020 afin de permettre les nouvelles réductions
nécessaires (40 Gt éq-CO2 à l'horizon 2025, 35 à l'horizon 2030 et 22 à
l'horizon 2050). Cet objectif reposant sur des scénarios de mesures prises à
partir de 2010, le rapport constate que celui-ci s'avère de plus en plus
difficile à atteindre.
Le total des émissions mondiales de gaz à
effet de serre en 2010, dernière année pour laquelle des
données sont disponibles, s'élevait déjà à 50,1 Gt éq-CO2,
soulignant ainsi l'ampleur de la tâche à accomplir. Si rien ne change à
l'échelon mondial et que les engagements pris ne sont pas respectés, il est
prévu que les émissions atteignent 59 Gt éq-CO2 en 2020, soit 1 Gt
éq-CO2 de plus que ne le prévoyait le rapport 2012 sur l'écart entre
les besoins et les perspectives en matière de réduction d'émissions.
Les scientifiques s'accordent à dire que
les risques de dommages irréversibles à l'environnement augmenteraient de
manière significative si, d'ici la fin du siècle, la hausse moyenne de la
température mondiale dépassait de 2° C les niveaux de l'ère préindustrielle. Le
dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du
climat a confirmé qu'il est « extrêmement probable » (de 95 à 100 pour cent de
probabilité) que l'activité humaine soit à l'origine de ce réchauffement.
Des mesures fortes pourraient permettre
d'atteindre cet objectif pour 2020
Même si les occasions d'agir diminuent,
il reste possible d'atteindre l'objectif de 44 Gt éq-CO2/an d'ici 2020 en
prenant sans tarder des mesures fermes. Des études indiquent que moyennant un
coût maximal de 100 dollars par tonne d'équivalent CO2, il est possible de
réduire les émissions de 14 à 20 Gt éq-CO2 par rapport aux niveaux d'une
situation de statu quo.
Ainsi, le simple durcissement de la
réglementation concernant les engagements relatifs aux négociations sur le
climat permettrait de réduire l'écart d'environ 1 à 2 Gt éq-CO2. En revanche,
si les pays appliquent sans conditions les réductions maximales auxquelles ils
se sont déjà engagés, il serait possible de le réduire de 2 à 3 Gt éq-CO2.
Élargir la portée des engagements pourrait permettre une réduction supplémentaire
de l'écart de 2 Gt éq-CO2. Il s'agit notamment de couvrir toutes les émissions
relevant des engagements nationaux, de faire en sorte que tous les pays
s'engagent à réduire leurs émissions et de réduire celles attribuables au
transport international.
En ajoutant la réduction due au
resserrement de la réglementation, la mise en œuvre sans conditions
d'engagements ambitieux et l'élargissement de la portée des engagements actuels
pourraient permettre à la communauté internationale de combler environ la
moitié de l'écart. Le rapport indique que l'écart restant pourrait être comblé
grâce à de nouvelles mesures internationales et nationales, notamment par
l'intermédiaire d'« initiatives de coopération internationale ».
« Alors que nous nous rendons à Varsovie à
l'occasion de la dernière série de négociations sur le climat, tous les pays
doivent vraiment revoir leurs ambitions à la hausse, afin de pouvoir combler
plus profondément et plus rapidement l'écart entre les besoins et les
perspectives en matière de réduction des émissions et assurer un avenir durable
à tous », a déclaré Christiana Figueres, Secrétaire exécutive de la
Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques. « Toutefois, davantage d'ambition ne suffira pas à faire face aux
réalités scientifiques des changements climatiques. C'est la raison pour
laquelle il est urgent de parvenir, à l'horizon 2015, à un nouvel accord
universel qui permette d'intensifier la coopération internationale.
»
Si l'on n'accentue pas les efforts et la
détermination dès à présent, des réductions plus rapides et plus coûteuses des
émissions seront nécessaires à un stade ultérieur, ce qui entraînera des coûts
d'atténuation élevés et des difficultés économiques accrues lors de la
transition vers une politique climatique globale.
Par exemple, les coûts d'adaptation pour
l'Afrique pourraient atteindre 350 milliards de dollars par an d'ici 2070 si
l'objectif des deux degrés était sensiblement dépassé. En revanche, ils
diminueraient de 150 milliards de dollars si l'objectif était atteint.
La coopération internationale comme
solution
Il existe un nombre croissant
d'initiatives de coopération internationale qui permettent à des pays et
d'autres organismes de coopérer pour promouvoir des technologies et des politiques
à l'impact positif sur le climat, même si l'atténuation des changements
climatiques ne constitue pas leur objectif principal.
Le rapport a identifié plusieurs domaines
propices à la mise en œuvre de telles initiatives ; de nombreux partenariats,
qui peuvent être étendus et reproduits existent déjà :
L'efficacité énergétique
L'efficacité énergétique pourrait
permettre de réduire l'écart de 2 Gt éq-CO2 à l'horizon 2020. Par exemple,
l'électricité destinée à l'éclairage représente environ 15 pour cent de la
consommation mondiale d'électricité et 5 pour cent des émissions de gaz à effet
de serre à l'échelle de la planète. Plus de 50 pays ont rejoint en.lighten, le
programme de partenariat mondial pour un éclairage efficace, et accepté
d'éliminer progressivement les lampes à incandescence inefficaces d'ici fin
2016.
Les énergies renouvelables
Les initiatives en matière d'énergies
renouvelables pourraient permettre de réduire les émissions de 1 à 3 Gt éq-CO2
d'ici 2020. Au total, 244 milliards de dollars ont été investis dans les
énergies renouvelables en 2012 et 115 GW d'équipements d'énergies renouvelables
ont été installés dans le monde, une année record selon le 2013 Renewables
Global Status Report (Rapport 2013 sur la situation globale des énergies
renouvelables) de REN21. Ces huit dernières années, le nombre de pays disposant
d'objectifs en matière d'énergies propres a triplé, passant de 48 à 140, ce qui
indique que le passage aux énergies renouvelables s'accélère.
Enfin, la réforme des subventions
relatives aux combustibles fossiles pourrait générer une réduction de 0,4 à 2
Gt éq-CO2 à l'horizon 2020.
Les perspectives de réduction des
émissions de l'agriculture
Cette année, le rapport porte une
attention particulière au secteur de l'agriculture, les estimations des
possibilités de réduction des émissions dans ce secteur oscillant entre 1,1 et
4,3 Gt éq-CO2. Peu de pays disposent cependant de mesures dans ce domaine dans
le cadre de la mise en œuvre de leurs engagements.
Le rapport présente une série de mesures
qui contribuent non seulement à atténuer les changements climatiques, mais
permettent aussi d'améliorer la durabilité environnementale du secteur et
pourraient offrir d'autres avantages, tels qu'une hausse des rendements, une
baisse des coûts des engrais ou des revenus supplémentaires provenant de la
sylviculture. À titre d'exemple, le rapport souligne trois pratiques
essentielles qu'il conviendrait de développer plus largement :
Les pratiques de non labour : il s'agit
d'éliminer le labour en procédant à un semis direct sous la couche de paillis
de la récolte de la saison précédente. Cela permet de réduire les émissions
liées à l'utilisation du matériel agricole et au fait de remuer les sols ;
L'amélioration de la gestion des
nutriments et de l'eau dans la production de riz : il s'agit notamment de
pratiques culturales novatrices qui réduisent les émissions de méthane et de
protoxyde d'azote ;
L'agroforesterie : il s'agit de
différentes pratiques de gestion qui incluent délibérément des plantes
ligneuses dans les exploitations agricoles et le paysage et qui permettent
d'augmenter l'absorption et le stockage du dioxyde de carbone de l'atmosphère
dans la biomasse et les sols.
Auteur
Programme
des Nations Unies pour l'Environnement
L'histoire chaotique de l'oxygène atmosphérique sur
Terre
Une équipe internationale impliquant
plusieurs laboratoires français [1], coordonnée par Abderrazak El Albani de
l'Institut de chimie des milieux et des matériaux de Poitiers (CNRS/Université
de Poitiers) a reconstitué les variations de la teneur en oxygène de
l'atmosphère de la Terre au cours d'une période cruciale de son histoire :
entre 2,3 et 2 milliards d'années. Les résultats montrent des fluctuations et
une dynamique « en yoyo » de l'oxygène durant cette période. Elles débutent par
une augmentation forte de sa teneur et finit par une chute significative. Une
dynamique aux implications décisives dans l'évolution de la vie sur notre
planète.
Le Paléoprotérozoique (2,3 à 2 milliards d'années) est une
période charnière de l'histoire de la Terre. Elle correspond au moment où la
teneur en oxygène de l'atmosphère de notre planète augmente pour la première
fois fortement. Avant, il est admis que celle-ci en était pratiquement
dépourvue, limitant les possibilités de vie à la prolifération d'organismes
anaérobies [2].
II y a 2,35 milliards d'années, à la fin des glaciations
globales qui ont abouti à recouvrir une grande partie du globe d'une couche de
glace, la concentration en oxygène de l'air a ainsi augmenté rapidement pour
atteindre un maximum, voici 2,1 milliards d'années. Que s'est-il passé ensuite?
On pensait jusqu'à présent que le taux d'oxygène avait augmenté ou s'était
stabilisé durant la période comprise entre 2,3 et 2 milliards d'années mais
qu'il n'avait pas diminué. Or les sédiments très bien conservés du bassin de
Franceville [3] (situé dans le sud-est de la République Gabonaise) étudiés par
les chercheurs montrent, qu'en réalité, il y a eu de fortes fluctuations et
qu'une chute significative [4] a suivi le taux de concentration d'oxygène
maximum [5], correspondant à l'âge des macrofossiles retrouvés sur le site.
En effet, les sédiments étudiés par différentes techniques
(géochimie, sédimentologie, pétrographie, paléontologie) révèlent, grâce aux
marqueurs principaux (les isotopes de fer, molybdène et carbone 13), de
brusques variations du taux d'oxygène de l'atmosphère terrestre à cette époque.
D'autres travaux menés par la même équipe ont également permis d'établir que ce
taux est remonté plus tard, vers 1,9 milliards d'années. Puis, il est à nouveau
retombé, au cours du Mésoprotérozoique (1,6-1,8 milliards d'années), amorçant
ainsi une période très longue d'un milliard d'années de manque d'oxygène global
sur notre planète.
L'étude confirme ainsi que la période du Paléoprotérozoique,
encore mal connue, a été décisive pour l'histoire de la Terre et que ces
brusques variations du taux d'oxygène ont dû avoir des répercussions
importantes sur la dynamique de l'évolution de la vie et de la planète. Au
terme de ces travaux, plusieurs pistes restent cependant à creuser : établir
l'impact direct et indirect que ces variations ont eu à cette époque sur la vie
terrestre ou encore leurs liens avec le mode et la dynamique d'altération des
roches. Autant d'études, visant à comprendre l'histoire de l'oxygénation de la
Terre, qui nécessitent l'exploration de sites plus récents que celui du bassin
de Franceville.
Notes
- Laboratoires
impliqués : Institut de chimie des milieux et des matériaux de Poitiers
(CNRS/Université de Poitiers), Laboratoire d'Hydrologie et de
Géochimie de Strasbourg (CNRS/UNISTRA/Ecole nationale du génie de l'eau et
de l'environnement de Strasbourg), Géosystèmes (CNRS/Université de
Lille1), Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes
1), Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques
(CNRS/Université de Lorraine), Ifremer / Laboratoire de Géochimie et
Métallogénie.
- Organismes
vivants ou mécanismes n'ayant pas besoin d'air ou de dioxygène pour
fonctionner.
- Les
roches sédimentaires du bassin de Franceville, célèbre pour ses réacteurs
nucléaires naturels et ses macro-fossiles multicellulaires vieux de 2,1
milliards d'années sont peu transformées et en excellent état de
conservation, ce qui a permis cette analyse selon plusieurs techniques.
- Environ
0,1% PAL (Present Atmospheric Level).
- Situé
à environ 22% PAL.
Référence
Donald E. Canfield, Lauriss Ngombi-Pemba, Emma U.
Hammarlund, Stefan Bengtson, Marc Chaussidon, François Gauthier-Lafaye, Alain
Meunier, Armelle Riboulleau, Claire Rollion-Bard, Olivier Rouxel, Dan Asael,
Anne-Catherine Pierson-Wickmann, and Abderrazak El Albani. Oxygen dynamics
in the aftermath of the Great Oxidation of Earth's atmosphere -PNAS 2013 110:
16736-16741.
Auteur : Institut national des sciences de l'univers
