Climat

Des changements climatiques passés liés au CO2

La période chaude du Miocène (entre 15 et 17 millions d’années avant aujourd’hui) a connu des fluctuations de températures correspondant directement à celles du CO2, selon une étude menée par des chercheurs des universités de Southampton et de Cardiff. Les nouvelles données pourraient permettre d’améliorer la connaissance des climats actuel et futur.

Le Miocène

L’optimum climatique du Miocène (entre 14,7 et 17 millions d’années avant nos jours) aurait été plus chaud de 2 à 4°C que l’époque préindustrielle. Cette période a donc connu des niveaux de températures comparables à ceux que l’on prévoit pour la fin du 21è siècle si les émissions de CO2 se poursuivent à un rythme soutenu.

Durant l’optimum du Miocène, les températures à la surface de la mer aux abords de l’Antarctique auraient été jusqu’à 11°C plus élevées qu’aujourd’hui. La calotte de glace de l’Antarctique, plus petite, aurait été particulièrement dynamique avec d’importantes variations de sa dimension.

Le rôle du CO2 dans les variations climatiques

On sait que les variations de l’orbite  et de la position de la Terre autour du soleil ont déclenché les glaciations et les ères interglaciaires du passé. Cependant, la seule fluctuation de l’orbite terrestre est considérée par les paléoclimatologues comme insuffisante pour expliquer l’ampleur des périodes chaudes et froides que la planète a connu.

Grâce aux prélèvements effectués dans les calottes de glace du Groenland et de l’Antarctique, on sait aussi que les températures du passé ont fluctué en lien direct avec celles du CO2. Ainsi, selon le dernier rapport du GIEC (2013), les carottages ont permis de montrer « avec un haut niveau de confiance » que les niveaux actuels de CO2 étaient les plus élevés de ces 800 000 dernières années.

 

Teneur de l'atmosphère en CO2 ces 800 000 dernières années et projection pour 2100 (source : NOAA)

Teneur de l’atmosphère en CO2 ces 800 000 dernières années et projection pour 2100 (source : NOAA)

La Terre a cependant connu des périodes où la teneur de l’atmosphère en dioxyde de carbone était beaucoup plus importante qu’aujourd’hui et les températures bien plus élevées. Ainsi, durant l’Eocène (-52 à -48 millions d’années), la teneur en CO2 a dépassé les 1000 ppm alors que qu’elle approche les 400 ppm aujourd’hui et qu’elle était de 280 ppm à l’époque préindustrielle.

De récentes études récentes ont montré que les variations de la concentration atmosphérique en CO2 avaient largement influencé les changements climatiques du Miocène. Des études passées avaient permis de déterminer que la concentration de CO2 avait été comprise entre 200 et 450 ppm. Elle avait donc atteint lors de son pic une valeur légèrement supérieure à celle que l’on trouve aujourd’hui.

Le CO2 à l’époque du Miocène

Le problème, concernant le Miocène, était que jusqu’à présent les données disponibles n’étaient pas assez précises pour déterminer quel avait été le rôle exact du CO2 dans les variations de températures.

Dans une nouvelle étude publiée dans Paleoceanography, des scientifiques des universités de Southampton et de Cardiff exploitent des données beaucoup plus précises pour conclure que les niveaux de CO2 durant l’optimum du Miocène ont atteint 500 ppm, un niveau que le GIEC prévoit pour la fin du 21è siècle.

La principale auteure de l’étude, Rosanna Greenop, estime que les nouvelles données montrent que le climat du Miocène a clairement évolué en lien avec la teneur en CO2, comme lors des ères glaciaires et interglaciaires plus récentes, pour lesquelles des données précises sont disponibles grâce aux carottes prélevées dans la glace.

Les chercheurs ont aussi pu montrer que le volume de glace de l’Antarctique variait davantage quand les niveaux de CO2 étaient faibles que lorsqu’ils étaient élevés. Selon les auteurs de l’étude, il doit y avoir une partie de l’Antarctique de l’est plus sensible à des fluctuations de dioxyde de carbone dans la fourchette basse des niveaux de CO2. Quand les niveaux de CO2 sont plus importants, la calotte de glace de l’Antarctique ne fond pas davantage. Il y aurait ainsi une portion de l’Antarctique très sensible aux niveaux de CO2 et une autre plus résistante.

L’hémisphère nord et l’Antarctique de l’ouest, la partie du continent qui est aujourd’hui la plus sensible au réchauffement climatique, n’auraient pas eu de calotte de glace durant l’optimum climatique du Miocène. On ne peut s’empêcher de faire le parallèle avec la période actuelle car une étude publiée en mai 2014 annonçait que la fonte des glaciers de l’Antarctique de l’ouest était irréversible. Si ces glaciers fondaient complètement, le niveau de la mer s’élèverait de 1,2 mètres, selon Eric Rignot, coauteur de l’étude publiée dans Geophysical Research Letters.

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