Changement climatique - pierre

Changement climatique
Yves Maria-Sube, ECN 1965, IEMN-IAE (Master Administration des Entreprises) 1966,
Doctorat Géosciences Université Montpellier, 2008, est consultant en services informatiques
et pétroliers. Il a été successivement chef de section d’essais structurels au sol du Concorde au
Centre d’Essais Aéronautiques de Toulouse (CEAT), cadre technique et commercial
international (Europe, Afrique, Asie, Amérique du Nord) dans les services pétroliers de
Schlumberger, directeur de division dans les services informatiques de Network Management
Inc. (USA), et directeur de projets informatiques chez Cap Gemini en France.
Le GIEC (Groupe [d’experts] Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) ou, en Anglais,
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) a été fondé en 1988 par l’ONU. Plusieurs
milliers de scientifiques ont participé aux études. Depuis, des rapports publiés en 1990, 1995,
2001, 2007, ont conclu avec une certitude croissante que l’émission de gaz à effet de serre
(GES) d’origine anthropique, qui a fortement augmenté depuis le début de l’ère industrielle,
avait un effet néfaste sur l’évolution du climat mondial. Fort de cette affirmation, le Président
Jacques Chirac déclara : « Notre maison brûle et nous regardons ailleurs! », en ouverture du
discours qu'il fit devant l'assemblée plénière du IVe Sommet de la Terre le 2 septembre 2002 à
Johannesburg, en Afrique du Sud. Le Prix Nobel de la Paix a été attribué au GIEC en 2007,
conjointement avec l’ancien Vice-Président des Etats-Unis Al Gore. On peut se demander en
quoi la question du changement climatique a pu contribuer à la paix dans le monde, et de plus
Al Gore a additionné tant d’insultes à la rigueur scientifique que lui attribuer un prix Nobel,
fut-il celui de la paix, pose problème. Cependant, si les médias et les politiques en général
semblent être convaincus par les rapports du GIEC, de nombreux scientifiques se sont élevés
contre ses conclusions, et considèrent que la méthodologie de publication de rapports du
GIEC (ainsi que le financement des travaux de recherche en général) sont conçus pour faire
taire les doutes émis par certains scientifiques ayant participé aux travaux du GIEC. En
France, un des « climato-sceptiques » les plus connus est Vincent Courtillot, directeur de
l’Institut de Physique du Globe (IPG) jusqu’en 2011, (dans Courtillot, 2009) ; il a été soutenu
par Claude Allègre (Allègre, 2007), ancien directeur de l’IPG, puis du Bureau de Recherches
Géologiques et Minières (BRGM). L’un et l’autre sont membres de l’Académie des Sciences.
Bien entendu, la controverse fait toujours rage entre les climato-sceptiques et
« réchauffistes », et il n’est pas question ici de se lancer dans la querelle qui fleurit
habituellement dans la « blogosphère ». Je voudrais simplement présenter, en deux parties, les
idées de méthodologie scientifique suivantes :
1. La Terre est un très gros objet, difficile à étudier,
2. Les différentes théories.
1 La Terre est difficile à étudier
La climatologie fait partie des sciences de la Terre, puisqu’elle traite principalement de
l’atmosphère et des océans, et qu’il est question ici de climat mondial, donc celui de la Terre.
De plus, au cours des temps géologiques, la Terre a subi de nombreux changements
climatiques.
Pour mieux comprendre le présent et en tirer des conclusions sur le futur, il est souvent utile
d’étudier le passé. La Terre est un très gros objet à l’échelle humaine, et donc difficile à
étudier. En effet :
1. Il a fallu très longtemps pour que les Sciences de la Terre prennent leur essor,
2. De nombreuses théories géologiques modernes ont mis longtemps avant d’être
acceptées par la communauté scientifique.
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1.1 Brève histoire des sciences de la Terre
Alors que les anciens Grecs ont été en leur temps à la pointe de la philosophie, de la
médecine, des mathématiques et de la physique, sur la géologie, ils n’ont fait aucun
avancement ou presque. Même le mot de géologie (qui dérive pourtant de deux mots grecs
signifiant science de la Terre) n’existait pas encore. La genèse du Cosmos ainsi que les
principaux évènements géologiques sont attribués par la mythologie grecque aux différents
dieux. L’Ancien Testament de la Bible, à part de diminuer le nombre de dieux, n’améliore pas
grand chose sur le plan scientifique, et servira de base aux religieux des trois grandes religions
monothéistes pour lutter contre les scientifiques.
Vers –400, Parménide de Eléa, philosophe grec de l’école pré-socratique a été le premier,
d’après Diogène Laertius, à affirmer que la Terre est ronde; il divisait tout en deux éléments:
la terre et le feu.
Aristote (-382 –324), philosophe et scientifique (physique, biologie, cosmologie) grec,
reconnaît cinq éléments: la terre, le feu, l’air, l’eau, et l’« éther ».Il faut ensuite attendre
environ 2000 ans que le célèbre peintre et ingénieur Léonard de Vinci (1452-1515),
reconnaisse que les fossiles sont les restes d’organismes autrefois vivants enfouis dans le sol
par un événement naturel; il montre l’arrangement en couches des roches; il observe que les
phénomènes présents expliquent les anciens; il reconnaît que le courant de rivière est la cause
d’un transport et en relie l’énergie à la distance de la source. Contrairement aux Grecs,
Léonard fait des observations sur site (en montagne, dans la mer) ; c’est le premier
naturaliste. Mais, comme le grand Léonard avait l’habitude de crypter ses manuscrits en
écriture inversée, ses idées ne furent pas connues avant le 18e siècle.
Georg Bauer Agricola (1494-1595), minéralogiste allemand, étudie et classifie les minéraux;
emploie le mot de fossile pour la première fois,
William Gilbert (1544-1603), médecin et philosophe de la nature anglais, publia en 1600 :
« De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Sur les aimants et
les corps magnétiques, et Sur le Grand Aimant La Terre) ». Dans son ouvrage, il décrit un
grand nombre de ses expériences avec son modèle de la Terre appelé Terrelle. Il conclut que
la Terre est magnétique, et que pour cette raison, les boussoles pointent vers le Nord. Avant
cela, beaucoup croyaient que c’était l’Etoile Polaire, ou une grande île magnétique du pôle
Nord, qui attirait les boussoles). Il a été le premier à argumenter, avec raison, que le centre de
la Terre est composé de fer, et il pensait que c’était une importante et dérivée propriété des
aimants qu’ils peuvent être coupés en deux et former deux aimants séparés avec un pôle nord
et sud chacun.
René Descartes (1596-1650), mathématicien, physicien et philosophe français, reconnaît que
les étoiles et la Terre sont faites de la même matière; la Terre serait selon lui un fragment
d’étoile détaché, qui aurait refroidi après avoir acquis une structure en couches.
Nicolas Stenon (1638-1687), anatomiste danois (dont le nom danois est : Niels Stensen),
redécouvre les fossiles et le dépôt en couches des roches, mais il les attribue au Déluge
biblique. Il voit que les couches de sédiments s’étendent sur une large surface et que les
roches les plus récentes devaient avoir été déposées sur les plus anciennes : c’est la Loi de
Superposition, base de la stratigraphie, et avec comme conséquence l’échelle de temps
géologique (qui sera plus tard développée à partir des observations de Darwin). C’est aussi la
première fois qu’une « loi » de géologie (qui a malgré tout ses exceptions, comme lors de
plissements en forme de chevauchement) est développée à partir de l’observation et du bon
sens, et non pas en fonction de croyances mythologiques ou religieuses. En ce sens, on a pu
dire que Nicolas Stenon a été le premier géologue.
Gottfried Wilhem Liebniz (1646-1716), philosophe et mathématicien allemand, qui écrivait
principalement en latin et en français, poursuit les idées de Descartes: la Terre primitive serait
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d’abord entrée en fusion, une cristallisation a ensuite produit une solution aqueuse, qui en se
refroidissant a produit les océans (voir plus loin la question de l’âge de la Terre).
William Smith (1769-1839), ingénieur britannique employé dans la construction de canaux,
collectionne les fossiles et note que chaque forme est restreinte à certaines couches; il trouve
que les couches sont toujours dans le même ordre et contiennent la même séquence de fossiles
où qu’elles se trouvent; il publie en 1815 une remarquable carte géologique de l’Angleterre et
du Pays de Galles; il prouve que les roches peuvent être corrélées et qu’il existe des
séquences temporelles, un avancement pour la technique de stratigraphie très employée en
géologie.
James Hutton (1726-1797), médecin écossais, publie “Theory of the Earth”, 1788, où il
développe l’idée que la formation des strates de roches est de nature cyclique et donc la
Terre doit avoir une très longue histoire: les roches magmatiques sont éjectées en surface,
elles sont lentement altérées, érodées et transportées pour être déposées et former des couches
sédimentaires ; les roches sédimentaires, sont enfouies lentement sous le poids de nouvelles
couches sédimentaires jusqu’à ce que la pression et la température les transforment en roches
métamorphiques ; certaines roches métamorphiques peuvent fondre et devenir magmatiques à
leur tour, et alors le cycle peut recommencer. Ceci est une autre idée très puissante et
constitue ce qui peut être appelé la naissance des Sciences de la Terre. Pour cette raison,
James Hutton a été appelé le « Père de la géologie ».Il a donc fallu attendre la fin du 18e
Siècle pour que la géologie devienne enfin une véritable science. Elle est alors fondée sur
l’observation accompagnée d’une logique simple, et les géologues sont appelés des
naturalistes. Bien des progrès auront encore à voir le jour, et les mathématico-physiciens ne
vont pas tarder à avoir leur mot à dire (bien que pas forcément toujours à bon escient). C’est
ce que nous allons maintenant voir sur quelques exemples.
1.2 Histoire de quelques théories géologiques
Les 19e et 20e siècles vont voir les religieux, géologues et physiciens s’affronter avec
beaucoup d’énergie sur de nombreuses théories géologiques (Hallam, 1983). Certaines de ces
théories, qui notamment prenaient appui sur la Bible, sont complètement oubliées
aujourd’hui. D’autres ont bien résisté à l’épreuve du temps, mais il a néanmoins fallu de
nombreuses années avant qu’elles ne soient acceptées. Je vais décrire ici brièvement trois
d’entre elles, parmi les plus importantes, parce qu’étant à la source de nombreuses
découvertes géologiques :
1 L’évolution,
2 L’âge de la Terre,
3 La tectonique des plaques.
1.2.1 L’évolution
La théorie de l’évolution a subit un long cheminement parmi la communauté scientifique de
l’époque, et je vais essayer de le décrire et résumer suivant les étapes suivantes :
1. La subordination des caractères,
2. La notion de transformisme,
3. Le concept d’homologie,
4. La « mort des espèces »,
5. Le concept de descendance avec modification,
6. La sélection naturelle.
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1.2.1.1 La subordination des caractères
Les 18e et 19e siècles ont vu s’affronter les idées des naturalistes sur la Classification
Naturelle. Ces idées ont finalement abouti avec Darwin aux théories de l’Evolution et de la
Sélection Naturelle.
Les progrès vont être très importants quand, avant la Révolution, Bernard de Jussieu (1699-
1777) et son neveu Antoine-Laurent (1748-1836) vont définir la notion-clé de subordination
des caractères. Ils se rendent compte que, pour déterminer un taxon (en taxinomie, un taxon
est une entité conceptuelle qui est censée regrouper tous les organismes vivants possédant en
commun certains caractères taxinomiques ou diagnostiques bien définis) donné, une classe
par exemple, l’idéal est d’avoir un (ou plusieurs) caractère(s) constant(s) à l’intérieur de cette
classe et variable(s) dans toutes les autres. Un type de caractère est donc utile à un niveau
précis de la classification, certains au niveau de l’ordre, d’autres au niveau du genre... Les
caractères sont donc « subordonnés ». On peut alors faire un tri parmi les caractères issus de
descriptions détaillées, et faire surgir ceux qui sont pertinents d’un point de vue taxinomique,
en les hiérarchisant. On pensait avoir trouvé la « Méthode Naturelle » menant à la
Classification Naturelle. Si les Jussieu l’appliquent en botanique, dès la fin du 18e siècle,
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) et Georges Cuvier (1769-1832) l’appliquent au monde
animal, le premier essentiellement chez les mollusques et les animaux vermiformes, le second
chez les vertébrés et pour l’ensemble des animaux.
1.2.1.2 La notion de transformisme
C’est à ce moment qu’émerge, de façon structurée, la notion de transformisme, c’est-à-dire
l’idée que les organismes vivants peuvent se « transformer », suivant le temps. Mais, pour que
ce concept puisse être développé de façon pertinente, il faudra démontrer l’inanité de
certaines croyances. Citons en deux. L’adhésion à l’existence de la génération spontanée
empêchait évidemment la structuration d’un quelconque concept évolutif, car on pouvait alors
imaginer des apparitions d’animaux de la même espèce à différents moments de l’histoire, par
différents événements de génération spontanée. Dès 1765, Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799)
conteste ce dogme. Mais il faudra en fait attendre la controverse Pasteur–Pouchet pour qu’il
soit définitivement enterré. On peut tenir le même raisonnement avec l’idée de
métamorphose. En effet, au XVIIe siècle existait encore l’idée de la transformation d’un
organisme adulte en un autre organisme adulte. Par exemple, les anatifes (crustacés
cirripèdes) pouvaient se transformer en canards; ou encore, en Afrique, existaient des arbres
dont les feuilles se transformaient en poissons quand tombant dans l’eau d’une rivière ou en
chauve-souris quand entraînées par le vent. Tout cela, évidemment, dut être réfuté pas à pas.
Enfin, il y a le problème du temps; Georges Louis Leclerc Buffon (1707 – 1788), naturaliste
français, bat en brèche les 6000 ans proposés par certains théologiens comme âge de la Terre
(voir ci-dessous). Même si le raisonnement et le calcul appliqués par Buffon étaient
simplistes, on abandonne les temps brefs qui n’autorisaient pas d’évolution.
1.2.1.3 Le concept d’homologie
L’application au monde animal des idées des Jussieu eut des résultats extrêmement positifs;
ainsi, on constata qu’au niveau des embranchements, le caractère pertinent était le plan
d’organisation. Les quatre embranchements définis par Cuvier_ les vertébrés, les articulés, les
mollusques et les radiaires_ se trouvent caractérisés par des plans si différents qu’ils en
paraissent irréconciliables, confirmant Cuvier dans son fixisme. Étienne Geoffroy Saint-
Hilaire (1772-1844) va être amené à définir l’homologie_ bien qu’à l’époque ce n’était pas ce
terme qui fut utilisé, notion essentielle qui permet de comparer des organismes ayant même
plan d’organisation. Sont homologues deux organes qui ont même situation dans un plan
d’organisation, ce qui sera interprété plus tard comme témoignant d’une même origine
embryologique. Ce concept va briser la notion de similitude globale. En effet, deux organes
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peuvent être homologues et n’avoir ni même taille, ni même forme, ni même fonction. Les
pattes antérieures des mammifères en sont un bon exemple: la patte du cheval, l’aile de la
chauve-souris, l’aileron de la baleine sont homologues. Un tel critère va être employé avec
succès en zoologie, puis va revenir en botanique, principalement par le botaniste suisse
Augustin-Pyrame de Candolle (1778-1841).
1.2.1.4 La « mort des espèces »
Parallèlement, Cuvier, par ses travaux de paléontologie, montrait que les espèces pouvaient
disparaître, introduisant le concept crucial de « mort des espèces ». On ne pourra alors sauver
le fixisme que par le biais de créations multiples. Etienne Geoffroy Saint-Hilaire, entreprenant
des travaux d’embryologie, constatait avec Étienne Serres (1786-1868) qu’au cours de leur
développement, les embryons des organismes « supérieurs » passaient transitoirement par des
formes identiques à celles revêtues de manière permanente par des organismes « inférieurs ».
Parallèlement, Karl von Baer (1792-1876) clamait que la comparaison devait se faire entre
embryons différents et non entre l’embryon d’un animal et le stade adulte d’un autre. Il
montrait qu’au cours de l’embryogenèse les caractères généraux, par exemple ceux
caractéristiques de l’embranchement ou de la classe, apparaissent avant les caractères
particuliers des taxons de bas rang, comme le genre ou l’espèce.
Pendant ce temps, Lamarck avait proposé la première hypothèse transformiste raisonnée, ceci
dans sa leçon introductive de son cours au Muséum en 1801, puis publiée en 1809 dans sa
Philosophie zoologique. Il admettait que les espèces se modifiaient progressivement au cours
du temps, à partir d’un état primitif très simple apparaissant par génération spontanée. Les
organismes étaient alors engagés dans un processus d’accroissement de la complexité. Son
interprétation n’eut pas beaucoup de succès.1.2.1.5 Le concept de descendance avec modification
En introduisant le concept de descendance avec modification, Charles Darwin (1809-1882)
va donner une toute autre vision de la Classification Naturelle.
Darwin est un naturaliste anglais ayant fait des études de médecine, taxidermie, histoire
naturelle, théologie, et géologie. Durant ses études d’histoire naturelle, il est l’élève de Robert
Edmond Grant, partisan de la théorie de l’évolution du français Lamarck. Il part pour un
voyage d’étude de cinq ans (1831-1836) autour de l’Amérique du Sud et de l’Australie sur le
navire Beagle. Mais ce n’est qu’après avoir continué de nombreuses recherches et après avoir
appris que le naturaliste britannique Alfred Russel Wallace (1823-1913) préparait de son côté
une théorie sur la sélection qu’il se décida à présenter conjointement avec lui leurs travaux à
la Linnean Society de Londres en 1858. Puis en 1859, il publie l’ouvrage révolutionnaire :
« L’origine des espèces par la sélection naturelle » où il établit l’évolution des espèces et donc
la relation entre fossile et temps.
Pour Darwin, les caractères utiles en taxinomie_ les caractères homologues, sont ceux qui
sont hérités d’un ancêtre commun; ainsi, il affirme que toute classification doit être
généalogique, et que la communauté de descendance est le lien caché que les naturalistes ont
longuement cherché. Classer les animaux et faire de la phylogénie deviennent alors une seule
et même chose; il ne peut y avoir qu’une seule classification naturelle, puisqu’il n’y a eu
qu’une seule histoire de la vie sur Terre. La structuration de la biodiversité actuelle n’est que
le résultat d’une longue histoire. Définir les liens de parenté entre espèces peut permettre de
mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette évolution.
Les relations entre embryologie et systématique s’éclairent alors différemment. Les intuitions
de Geoffroy Saint-Hilaire et de Serres d’une part, de von Baer d’autre part s’interprètent dans
un cadre historique. C’est ce qu’Ernst Haeckel (1834-1919) a proposé par sa « loi
biogénétique fondamentale »: « La série des formes par lesquelles passe l’organisme
individuel à partir de la cellule primordiale jusqu’à son plein développement n’est qu’une
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