Le réchauffement climatique. L’ homme est - il responsable de tout ? La COP 21 Version V 3.2 Dossier téléchargeable sur le site: 3w.geologierandonneurs.fr Maurice Moine. ([email protected]) 03 janv 2017. Attention ! Ce dossier n’ est pas à charge ! Il est factuel. Simplement un essai d’explication des phénomènes que l’on observe actuellement sur la planète. Et peu être se donner les éléments nécessaires pour porter un regard plus objectif sur ce phénomène. Avant toute choses Il est important pour chacun d’accepter l’ idée de devoir remettre en cause ses certitudes sur le sujet 2 Plan 1) 2) 3) 4) Regards sur le temps passé Les gaz à effet de serre: comment ca marche Un peu de géologie: les fondamentaux du climat Le réchauffement 4.1 - généralités 4.2 - le réchauffement naturel 4.3 - le réchauffement anthropique 5) Evolution du climat: action anthropique, pollution , logique industrielle 6) Le futur avec l’ Anthropocène 3 1. Regards sur le temps passé Ou l’ on voit que les changements climatiques ne datent pas d’ aujourd’hui ! 4 Regards sur quelques conséquences des changements climatiques…… Invasions et migrations si climat défavorable Guerres Civilisations brillantes quand le climat est favorable Famines 5 500 ans Fin de la glaciation Würm Nous sommes là Office Fédéral Suisse OFS, Schönweise 1995. Bien voir l’ alternance de périodes « chaudes » et de « périodes froides ». On notera que la variation moyenne est généralement de l’ ordre de 1,5° ( mini – maxi). Le climat change régulièrement depuis la nuit des temps. Le réchauffement actuel s’ inscrit dans un cycle naturel de la période interglaciaire de réchauffements et de refroidissements. 6 Quelques épisodes remarquables de changements climatiques Optimum médiéval ( 950 1250) Il faisait plus chaud qu’ actuellement. Les derniers écrits des Scandinaves établis au Groenland datent de 1408 et relatent un mariage célébré en l’église de Hvalsey . Petit âge glaciaire Tamise gelée en 1680, activité solaire faible. Glaciations Earth Snow ball Terre boule de Neige 900 millions d’années Variations de l’ orbite de la Terre sous l’ effet du changement des paramètres astronomiques. 7 Attention: il faut rester critique et ne pas croire tout ce qu’ on vous dit. Exemple d’ affirmation « Jamais dans l’ histoire l’ augmentation de CO2 n’ a été aussi rapide ! » ( la courbe en crosse de hockey de Michaël Mann). 360 ppm 360 ppm CO2 280 280 150 ans graphique gauche: on est tous foutus! 150 ans graphique droite: c’ est quoi le problème ? Ces graphiques apparemment différents traduisent des données identiques ! La courbe de Michaël Mann a été décrédibilisée en raison du choix partial des données. Attention aux informations déformées ! manipulations 8 2. Les gaz à effet de serre. Les GES sont des éléments majeurs dans l’ étude du climat actuel. 9 Effet de serre H2O, CO2, CH4, : principaux gaz à effet de serre. S 6000° 80% de H2O. Infra rouge Lumiére visible Effet de serre: Terre 15° C’est la longueur d’onde du rayonnement qui fait qu’ il passe à travers l’atmosphère (lumière visible) ou bien qu’il est réfléchit (infra rouge) réchauffement. Les gaz à effet de serre sont un élément fondamental pour la vie sur la planète. Grâce à l’effet de serre : Mars : - 28 ° , Terre: + 15 ° Vouloir annuler les GES est une ineptie. 10 Actions et rétroactions des éléments. Bases de la régulation du climat Fonction de transfert: on passe d’une concentration d’ un élément à une variation de température. Société industrielle émission de co2 effet de serre T° modification CO2 Océan : élément régulateur Si océan froid dissolution CO2 (rétroaction négative) Si océan chaud émission CO2 (rétroaction positive) Modification de la quantité de CO2 température Attention: la rétroaction peut intervenir à partir de différents éléments Exemple du méthane. Réchauffement fonte des sols glacés émission de méthane emballement du réchauffement 11 Les Gaz à effet de serre GES: quantité d’ éléments chimiques gazeux qui ont des propriétés très différentes . Le CO2: est un éléments parmi les autres GES naturels H2O: le plus puissant 72% de l’ effet total, durée de vie courte. En équilibre dans l’ atmosphère: cycle évaporation - pluie. CO2: durée dans l’ atmosphère la plus longue > 100 ans Émission et absorption par les océans. Acteur principal car sources proches des gens CH4: méthane. Très puissants, d’énormes masses stockées dans les océans Hydrates de méthane: molécules de CH4 emprisonnées par des molécules d’ eau. Les GES naturels ont un cycle interne qui contrôle leur concentration. GES origine industrielle: GES anthropiques Les hydrocarbures halogénés ont une durée de vie très longue. Ils peuvent se transformer en chlore et fluor sous l'effet des rayons UV du soleil participent aux gaz à effet de serre. Ex: le Fréon dichlorodifluorométhane, (facile) !). Les émissions massives de CO2 peuvent être dangereuses pour la planète. Les GES d’ origine industrielle n’ ont pas de cycle d’ auto contrôle de leur concentration. 12 Bien voir les masses colossales de carbone sur la terre et en mer. 13 3. Un peu de géologie pour aborder le problème du climat . Approche par les fondamentaux qui sont les bases du climat. 14 La planète Terre: un système complexe imbriqué. Toute modification d’un élément interviens sur les autres. 15 Sources d’énergie de la Terre Chaleur interne : noyau de la Terre ( radioactivité ) Noyau 380 watts /m2 Le soleil est le plus important acteur du climat de la Terre Chaleur externe : le soleil Terre 1300 watts / m2. Soleil Rayonnement vers l’espace Une partie est renvoyée vers l’espace. Terre 16 Dynamique de l’ océan Gigantesque puits et émetteur de CO2 L’ océan est le grand régulateur du climat de la planète. Suivant la température il absorbe ou rejette de grandes quantité de CO2 par les gyres tropicales ou polaires.17 Circulation océanique thermo haline ( température et salinité de l’eau). Transfert d’ énergie Eau chaude surface Eau froide et salée de profondeur De gigantesques courants parcourent les océans: chauds en surface, froids en profondeur. Les courants marins: transferts d’énergie, acteurs des climats Impact sur les glaciations par les transfert d’énergie. Moteur de ces courants: température de l’eau et la salinité. Eau chaude légère en surface poussée par les vents, Eau froide et salée plus lourde au fond des océans. Les gyres: boucle fermée de courant autour d’ un bassin océanique. Les gyres interviennent de manière importante dans la capacité de dissolution du CO2 par les océans. D’après Urs SCH. Unice 18 Si océan froid absorption CO2 atmosphérique L’ océan est un puits de carbone. Si océan chaud émission de CO2 La quantité de CO2 stockée dans les océans est gigantesque. 19 Dynamique de l’ atmosphère Transfert d’ énergie 20 La circulation générale atmosphérique: 70% à 80% du transfert de l'énergie assure le transport d'énormes quantités de vapeur d'eau. Le soleil: moteur principal des mouvements atmosphériques réchauffe la surface de la Terre qui réchauffe à son tour l'air . Mouvements ascendants en s'élevant l'air se refroidit et redescend vers le sol ( ex: cellules de Hadley ) L’ océan et l’ atmosphère échangent de l’ énergie, de la vapeur d’eau , du CO2 etc Cellules de Hadley, Ferrel et polaires La dynamique de l’ atmosphère est complexe. C’ est un des facteur qui conditionne le climat des diverses régions de la planète.21 La tectonique Fracturation – Rassemblement Tectonique des plaques 22 Trapps du Deccan (100 000 ans) Tectonique des plaques: rassemblement – démembrement rassemblement super continent Rodinia - 800 (M années) Phases de rassemblement et de démembrement démembrement Laurentia, Gondwana rassemblement super continent Pangée démembrement continents actuels - 400 modification des surfaces d’ échanges entre océans et terres émergées surfaces rassemblées effet de bouclier - 200 impacts sur les échanges thermiques actuel Prudence sur les dates ! 23 Exemple de l’ influence de la tectonique Exemple: le pôle sud. Détroit de Drake fermé: influence du courant chaud atlantique végétation au pôle Isthme ouvert: courant circum polaire Manchots au pôle 24 Les courants marins et le climat : Gulf Stream Climat glacial 65° N Zone où les eaux froides plongent Climat tempéré Eaux froides: riches en poissons. Climat glacial Eaux chaudes : climat tempéré 25 Couplage océan – atmosphère. Phénomène El Nino. 1 Situation stable: La Nina Élément moteur: anticyclone centre Pacifique alizés 1 mètre Sécheresse au Pérou. Upwelling, eaux froides poissonneuses Pluies en Indonésie 2 Instabilité: El Nino Disparition de l’anticyclone Sécheresse en Indonésie Plus de remontées d’eau froide eaux chaudes, disparition des poissons Pluies diluviennes, cyclones. Le phénomène de El Nino (et de La Nina) est caractéristique d’un couplage océan – atmosphère. El Nino et La Nina bouleversements des courants atmosphériques et des courants marins. Changements importants du climat dans l’Est Pacifique. Perturbations climatiques à échelle mondiale, sur une année, tous les 8 ans. 26 Couplage océan – continent. Aspirateur Tibétain la mousson En été la terre se réchauffe plus vite que la mer. Flux d’ air humide qui butte contre la chaîne de l’ Himalaya, s’ élève et se transforme en pluie ( basse pression ). Sécheresse sur l’ autre versant Tibet. Ce phénomène est général se produit sous d’ autres formes dans toutes les zones tropicales. 27 L’ astronomie Le soleil, Milankowitch Le soleil est l’ acteur le plus important dans le climat (production d’ énergie) 28 Variations astronomiques Le soleil est l’ acteur le plus important dans le climat (production d’ énergie, cycle de 11 ans, taches solaires. Cycles de Milankovitch: position de la Terre / soleil Variations orbite de la Terre: changements climatiques importants. Exemple: les glaciations. Ces cycles sont variables dans le temps Excentricité 6%, : 400 000ans et 100 000 ans Précession: 20 % : 19000 et 23000 ans Inclinaison : 41 000 ans Combinaison des cycles périodicité et importance très variables 29 L’ interaction de tous ces éléments donne l’ état du climat à une période donnée. - périodicité - amplitude - nature Combinaisons statistiques Phases du climat Le nombre de paramètres entrant en ligne de compte est considérable et rends l’ analyse individuelle très problématique. 30 3.1 Généralités sur le réchauffement 31 Très important: actuellement on a la conjonction de 2 phénomènes indépendants. Le réchauffement naturel Réchauffement naturel L’ impact de la pollution d’ origine humaine Pollution: période industrielle La conjonction de ces 2 phénomènes produit une confusion et il est difficile de différentier les origines dans les phénomènes observés! COP 21 Note: le CO2 fossile est moins riche en carbone 14 radioactif. Ce qui permet de le mesurer et de différentier la partie anthropique. Echelles de temps: tectonique et variations du climat à très longue échelle de temps ( 500 M années) Chaud Froid Chaud Froid Rassemblement: (Rodinia, Pangée) Rodinia Pangée T (°C) Fracturation (Gondwana) Co2 Gondwana Important : - position relative des plaques - mouvements des plaques acteurs essentiels dans le climat. Datation en millions d’ années. Prudence sur les éléments de la courbe ! 33 Echelles de temps Echelles de valeurs Attention: bien voir les petites oscillations de la courbe qui expliquent la difficulté de la perception à l’ échelle humaine actuelle du phénomène. 10 000 ans 34 Emballement médiatique actuel sur le réchauffement Aucune activité scientifique ne produit plus : de passions de controverses, d'exagérations, de distorsions, d’ affirmations douteuses, etc que l’ étude du climat. Cet emballement impact tout le débat: étouffement de tout esprit critique accusation d’ être un esprit rétrograde pour les opposants ! 35 3.2 Le réchauffement naturel 36 Le CO2 est indispensable à la vie sur la planète ! Heureusement qu’ il est là. La végétation est un grand régulateur du CO2: elle en produit et elle en absorbe. 37 Histoire de la Terre CO2: 800 ppm au Crétacé 400 actuellement (ppm: parties par million) . Et avec 2 fois plus de CO2 , la planète est toujours là ! Et il faisait beaucoup plus chaud ( + 4 ° ). CNRS: modèle GOCLIM. Donc le fond du problème n’ est pas là. 38 Sources de CO2: dynamique de la planète Techtonique + Océans + Milankowitch + Atmosphère + Soleil (chaleur) + Couplages océan - continent + Couplage océan-atmosphère + etc CO2 anthropique: En 2012 80% des émissions mondiales de CO2 proviennent des énergies fossiles. Augmentation de 51 % depuis 1990 ( année du protocole de Kyoto). 99 % Pays développés: - 5% soit 45% du total Pays en développement: + 170% soit 55% du total. Source: EDF l’ énergie en question. 1% Chiffres du GIEC Le CO2 apparait comme la conséquence et non la cause de la hausse de la température. Le CO2 anthropique joue un rôle marginal. Le CO2 anthropique pourrait jouer un rôle nouveau et important. CO2: 800 ppm au Crétacé 280 en 1750 ( début de la société industrielle ) 400 en avril 2014. 3.3 Le réchauffement anthropique L’ homme avec la société industrielle est acteur dans le réchauffement actuel. 40 Les émissions de CO 2. Le s émissions de CO2 font la une de tous les médias. Qu’ en est il réellement ? Emission de CO2 en Chine de 1980 à 2009 Réservoirs de carbone - sol et végétation: 2 260 Gt C - océan: 37 200 Gt C - émissions humaines par an : 8 Gt C Concentration: 800 ppm au Crétacé 278 ppm époque préindustrielle, 400 ppm en 2014, Causes: automobiles industries agriculture climat en général Quel est l’ impact des émissions humaines ? 41 La pollution: combustion d’ énergies fossiles = = danger pour la planète danger pour la santé Exemple: le charbon: 23 000 morts par an en Europe ! ( rapport ONU de 2007) La pollution au charbon tue, et beaucoup. Les émissions des centrales ont provoqué 22.900 morts en 2013, mais aussi des maladies cardiaques, bronchites, cancers, ( rapport réalisé par quatre ONG). Exemple: les émissions des centrales au lignite en remplacement des centrales nucléaires non polluantes Agence France Presse Publié le 05.07.2016 42 Les énergies fossiles En 2012 80% des émissions mondiales de CO2 proviennent des énergies fossiles: Charbon: 44% Pétrole: 36% Gaz naturel: 20% Émission de 31 gigatonnes de CO2 en 2012. Pays développés: - 5% soit 45% du total Pays en développement: + 170% soit 55% du total. Source: EDF l’ énergie en question. Energies fossiles: il n’ est pas sur qu’ on puisse continuer comme ça impunément pendant très longtemps ( raffinerie d’Edmonton au Canada) 44 Gaspillage d’ énergie. Pour quoi faire ? 45 Mexico ( 19 millions d’ habitants Le climat ne connait pas les frontières politiques: tout le monde est impacté et devra agir ( une ville chinoise). 46 47 On va chercher à l’ autre bout du monde ce dont on n’ a pas vraiment besoin Echelle de grandeurs. Les 15 plus gros navires-cargos du monde sont d’ énormes pollueurs Ils brûlent chacun 10.000 tonnes de carburant pour un aller et retour entre l’Asie et l’Europe. On ouvre de nouvelles mines de lignite (Mine de Hambach , Allemagne). poussières, CO2. Lignite le plus grand polluant 49 On détruit des forêts entières pour planter des palmiers à Déforestation. huile. Pourquoi faire ? pour avoir de la pâte à tartiner ! réduction de la capacité a absorber le CO2. on ravage la planète émission du CO2 contenu dans le bois. générateur de CO2. érosion des sols 50 Emissions anthropiques de CO2 et autres GES par la société industrielle Les émissions de CO2 provenant de l’activité industrielle n’ ont pas de contre réactions d’ origine naturelle. Si cela dépasse un certain seuil on peut donc craindre qu’ elles soient à l’origine d’ un dérèglement de l’ atmosphère de notre planète. Autres GES: méthane (CH4), oxyde nitreux (N2O) hydrocarbures halogénés. 51 Impact sur la société Alors que fait on ? 52 Est – il possible de limiter la hausse des températures à + 2° comme le préconise le GIEC ? Ce sera difficile Cela sera difficile puisque l’ homme n’ a pas d’ action sur les fondamentaux du climat. D’ autant plus qu’ avec l’ industrialisation au lieu de freiner on accélère. Pourtant c’ est un axe majeur de la communication médiatique ! 53 Peut – on dire que le « réchauffement climatique » est une arnaque ? Non, si on parle des conséquences sur le réchauffement du climat par la pollution provenant de l’ activité humaine Non, car c’ est un phénomène géologique et climatologique normal Oui , si on parle de la pression médiatique qui utilise cette situation sans réserve en dehors de toute logique et qui tend a culpabiliser tout le monde sans proposer de solution réaliste. Sauf si le système se déstabilise par effet de serre provenant de la société industrielle et perd son autocontrôle puis s’ emballe. Exemple d’ un équilibre fragile. Les hydrates de méthane sont potentiellement capable de libérer, si la température de l’ océan augmente trop brutalement, des quantités énormes de méthane qui sont stockés dans les sédiments marins. Le méthane est un gaz à effet de serre 23 fois plus puissant que le CO2. Un hydrate de méthane est un composé d'origine organique naturellement présent dans les fonds marins en quantités gigantesques. La formation de ces hydrates constitue l'un des puits de carbone planétaires, mais ils sont très instables quand leur température dépasse un certain seuil. 55 Le GIEC et la COP 21 Comment peut – on agir ? L’ activité industrielle devrait réorganiser son activité pour limiter la pollution. C’est la COP 21, émanation du GIEC. Le GIEC est un organisme international géré par l’ ONU qui va jouer à l’ avenir un rôle central dans la gestion des problèmes du climat. Sa mission dans le cadre de la COP 21 est de proposer des solutions pour la gestion des problèmes du climat. Il compte 2500 membres dans 195 pays. 56 Question: Devant l’ importance du problème de la pollution, pourquoi n’ arrive t on pas à maîtriser le développement industriel ? logique industrielle guerre économique les lobbies Les climato septiques : C’ est le vrai problème pour la planète 57 La force de la COP 21 est de mobiliser la société civile contre les gouvernements grâce aux réseaux sociaux. Cela devrait obliger le pouvoir politique à agir. 58 Prospective Sachant que tous les prédicateurs d’ avenir ont une caractéristique commune qui est d’ avoir toujours faux. 59 L’ Anthropocène Essai d’ imaginer un futur pour la planète. Ce qui suit est donc un point de vue personnel. Eléments essentiels : Transformation de l’ atmosphère Acidification des océans Destruction des espèces vivantes etc l’ homme est devenu la principale force géologique de la planète. Nouvelle ère géologique : l’ Anthropocène Anthropocène Une partie de la communauté scientifique dit que nous entrons dans une nouvelle ère ou l’ homme pourrai modifier le fonctionnement de la planète. Donc exit l'Holocène . Bonjour à l’ Anthropocène, cette nouvelle époque géologique, qui aurait débutée avec la révolution industrielle. Elle marque le fait que ce ne sont plus les seuls éléments naturels qui sont à la base de l’ évolution de la Terre. 61 Impact de la société humaine à l’ ère industrielle prolifération d’une espèce endémique, invasive et destructrice : homo sapiens ( homme actuel ). - 7,6 milliards en 2015 10 en 2050 - comment nourrir tout ce monde ? quelles pollutions ? - pénurie de H2O ? pollution d’ origine humaine préoccupante pour la planète migrations massives 62 Pêche artisanale N’épuise pas la ressource Pêche industrielle: on ravage les océans. Objet de gaspillages gigantesques Environ 30 millions de tonnes, soit près de 30 % de tout ce qui est pêché, est rejeté mort par-dessus bord car non conforme. Massacre aveugle de la faune. 63 Toute la pollution proviens d’ une logique industrielle qui nous pousse en avant et toujours plus vite. Pourquoi ? La guerre économique se moque de la pollution: sa logique c’ est toujours plus ! Les choix sont le fait des lobbies: pétrole, charbon, nucléaire etc.. Là, pas de problème de CO2 et personne ne dit rien 64 Mais alors, que faire ? variations climatiques naturelles: on n’ y peut rien. pollution industrielle et CO2: comportement de la société. Le bon sens dit qu’ il faudrait stabiliser le fonctionnement de la société industrielle. Pourtant on accélère ! Pour ralentir l’ impact de la société industrielle sur la planète, il faudrait par exemple mettre en place, à minima, une économie à croissance zéro. Casser le mythe d’ une croissance infinie dans un monde fini. Pas facile bien sur ! 65 Avant Avant Vie en harmonie avec la nature Notre futur Maintenant Destruction de la nature ? Retour à la société pré industrielle ? société bas – carbone !66 Compte tenu de l’ extraordinaire complexité du climat, les prévisions climatiques sont très incertaines. Et pour le temps qu’il fera demain, on verra bien…… 67 Synthèse Les problèmes concernant le climat sont complexes. Les prévisions sont très incertaines. Tous ces problèmes ont des implications économiques et sociales lourdes. Individuellement les états freinent. Les prises de position sont toujours passionnelles. Les nations avec le GIEC cherchent un consensus sur la base d’une idée acceptable par tous: le réchauffement anthropique Cela permet, en impliquant tout le monde, d’accréditer l’ idée qu’ il faut changer notre mode vie pour réduire l’ impact sur la planète. Dans ce cadre l’ action du GIEC est fondamentale. Elle devrait permettre de faire accepter par tous, sans que personne ne perdre la face, la mise en place d’actions fortes sans provoquer de résistance ( COP 21 ). 68 Bibliographie Jean Jouzel et Anne Debroisse ( GIEC ) : Le défi climatique C. Lorius et L. Carpentier: Voyage dans l’ Anthropocène René Giraudon (géologue ) : Réchauffement climatique et CO2 Claude Allègre ( géochimiste ) : De la pierre à l’ étoile Vincent Courtillot ( géophysitien) : La vie en catastrophes Dictionnaire de géologie ( Dunod ). Cours de géologie, Fac de géologie, Nice ( MM ). 69 Annexes 70 Culpabilisation de tous: la cheminée qui brûle du bois ! Il est important de bien apprécier les ordres de grandeurs. La quantité de CO 2 émise par la cheminée est infinitésimale par rapport aux échanges globaux de CO2 avec l’ atmosphère ! On culpabilise les gens alors que le problème est ailleurs ! Discours habituel: Quoi ! vous voyez ce que vous faites ? Mais vous allez détraquer le climat en brulant du bois dans votre cheminée ! Ca émet du CO2 ! culpabilisation individuelle sur un faux problème! 71 Echelles de temps et causes de l’ évolution climatique . Centaine de millions d’ années: mouvements des plaques tectoniques Milliers d’ années: causes astronomiques Centaines d’ années: activité solaire Dizaines d’ années: oscillations océaniques, El Nino, Court terme: volcanisme Action de l’ homme ….. Etc. Et bien sur combinaisons de toutes ces causes…… 72 Echelle de temps: glaciations et CO2 depuis 400 000 ans Mindel Terra Amata Riss 320 000 Würm 120 000 Attention: les dates des périodes glaciaires sont très incertaines. Et il y a les périodes interglaciaires. Holocène Actuel Niveau de la mer 100 m plus bas à Nice ( Lazaret ) La combinaison des différents paramètres fonctionnels de la Terre fait que la température 73 évolue de manière cyclique. Exemple: les glaciations. 0, 9° 120 ans Situation actuelle. Les alternances sont bien visibles mais a une échelle différente. Elles s’inscrivent dans le cycle précédent. laterredufutur.com 74