Le seuil de 1.5°C a été choisi pour éviter une déstabilisation dangereuse du climat terrestre. Au-delà, des éléments de la biosphère pourraient changer à grande échelle. La mort d’une forêt tropicale émettrait du gaz carbonique qui augmenterait l’effet de serre, la fonte des glaces polaires ferait monter le niveau des mers. Le rapport GTP (global tipping points : points de bascule globaux), écrit par l’Université d’Exeter, notamment le professeur Lenton du GIEC, a tenté une synthèse des connaissances actuelles dans ce domaine pour la COP28.

Végétation

Ces dernières années, les phénomènes El Niño extrêmes se produisent sur fond de réchauffement climatique. Ils sont associés à une sécheresse extrême et à une chaleur exceptionnelle en Amazonie. La mortalité, le dépérissement des arbres et les incendies ont augmenté. 

La végétation est un intermédiaire entre l’humidité du sol et l’atmosphère. Les forêts aspirent l’eau à plusieurs mètres de profondeur via leur système racinaire, et elle s’évapore des feuilles. Des pertes d’une surface de forêt signifient donc la disparition de ce médiateur. Dans la forêt du Congo, la moitié des précipitations viennent de l’humidité de la forêt. En Amazonie cette part est importante aussi. La mort d’une zone de forêt peut diminuer les pluies et fragiliser les arbres qui restent.  

Les modèles CMIP6 indiquent que les dépérissements de végétation en périphérie de l’Amazonie sont plus probables que la mort de toute la forêt, qui ne peut toutefois être exclue. La limite de survie de la jungle est estimée à 3.5°C de réchauffement planétaire, et sa disparition provoquerait des sécheresses et des vagues de chaleur dangereuses en Amérique du Sud.

Les forêts tempérées ont récemment subi d’immenses dégâts à cause des sécheresses, des insectes et des feux. Cette sensibilité n’était pas prévue par les modèles climatiques. Ce rapport l’impute essentiellement aux monocultures. Nous pouvons donc augmenter la résistance de nos bois tempérés en développant leur biodiversité. Je pense que l’écologie de ces systèmes et de leurs perturbations, comme les infestations d’insectes, devrait cependant être plus considérée par le GIEC. Les forêts abaissent la température régionale de 1°C à 5°C et favorisent la formation de nuages. Les forêts boréales ont aussi subi de nombreuses perturbations à cause de la prolifération d’insectes et des feux. Le seuil pour leur survie est estimé à +4°C. Dans les savanes et les terres arides, les sécheresses croissantes pourraient mener à la désertification.  

Ecosystèmes océaniques

Les écosystèmes aquatiques captent aussi une partie importante de carbone. Il est absorbé par le plancton océanique et transformé en biomasse marine. Celle-ci est entraînée au fond des océans sous l’effet de la gravitation. Ce puits de carbone est appelé pompe gravitationnelle. Selon les auteurs de ce rapport, ce mécanisme pourrait se réduire en conséquence du réchauffement  car la stratification des océans augmente, et l’eau de surface est moins mélangée avec les eaux profondes. Le puits de carbone océanique pourrait donc diminuer. Ce rapport cite aussi un risque croissant d’hypoxie des océans. J’y reviendrai dans le prochain blog. Les récifs coralliens sont très menacés par le réchauffement. Les mangroves ne sont pas encore considérées menacées au niveau planétaire,  mais elles supporteraient mal une montée du niveau de la mer de plus de 4 mm/an, et peuvent aussi souffrir des ouragans, des sécheresses et des pluies diluviennes. 

Les scientifiques discutent aussi la possibilité de l’arrêt de la circulation océanique, de la fonte des glaces polaires qui mènerait à une importante montée du niveau de la mer et de la fonte du permafrost. 

Circulation océanique

La circulation thermohaline emporte l’eau dans un tour des océans du monde. Elle est entraînée par le refroidissement de l’eau salée dans l’Atlantique-Nord, qui la rend plus dense et la fait plonger au fond de l’Atlantique. Ces dernières années, la zone cruciale pour ce mécanisme contient de l’eau moins salée. La fonte du Groenland libère de l’eau douce. La circulation océanique s’est arrêtée par le passé, lors d’un relâchement important d’icebergs dans l’Atlantique-Nord. Maintenant, elle semble faiblir, et s’est réduite de 15% en 50 ans. Les experts considèrent qu’elle se poursuivra au moins jusqu’à 2100. Les modèles climatiques pourraient cependant sous-estimer ce risque. L’arrêt conduirait à un refroidissement de l’hémisphère Nord, et en particulier de l’Europe de l’Ouest et du Nord. Les moussons, les pluies et les ouragans changeraient beaucoup. Les océans pourraient capter moins de carbone et d’oxygène, avec des graves conséquences sur la vie marine. Ailleurs, j’ai lu que les températures en Afrique de l’Ouest augmenteraient encore.

Quand l’eau de surface plonge dans les profondeur de l’océan, elle amène de l’oxygène vers le sud. Malheureusement, l’oxygène ainsi apporté s’est réduit depuis une vingtaine d’année ce qui menace les écosystèmes tropicaux. Le transport du carbone en profondeur est aussi réduit, ce qui peut influencer sa concentration atmosphériques à l’échelle de dizaines d’années. Le gyre subpolaire et surtout le gyre de Beaufort sont aussi perturbés par les changements climatiques récents, ce qui pourrait mener à l’arrêt de la circulation thermohaline plus tôt que prévu. Ce point affaiblit l’argumentation rassurante qui précède.

La circulation océanique Antarctique est moins bien comprise mais elle semble aussi se réduire ces dernières années. Elle influence la formation des eaux profondes antarctiques et des nuages, qui modulent le réchauffement planétaire. Elle pourrait aussi réduire l’absorption de carbone par l’océan, la répartition de l’eau chaude et favoriser la fonte des glaces antarctiques. 

Glaces et montée du niveau de la mer

Au niveau de réchauffement de cette décennie de 1,2°C, nous sommes dangereusement près du seuil de stabilité du Groenland et de l’Antarctique-Ouest. Leur fonte pourrait mener à une montée du niveau de la mer de plusieurs mètres, le chiffre cité ici est de dix mètres. 

La fonte des glaces s’est accélérée récemment. Elle a atteint 372 Gt par année entre  2016 et 2020.  Les glaces fondent surtout au Groenland, mais aussi en Antarctique-Ouest. Au Groenland, la surface se liquéfie quand la température dépasse 0°C. Des icebergs vêlent des glaciers côtiers. La fonte de la glace et les algues qui s’y installent obscurcissent la surface et accumulent la chaleur du soleil. 

Actuellement, le sommet des montagnes de glace bénéficie de la fraîcheur due à l’altitude. Si cet effet protecteur ne fonctionne plus, ce qui pourrait se produire si la chaleur atteint les sommets, la fonte s’accélérerait. Le seuil de stabilité des glaces du Groenland est fixé entre 0.8°C et 3°C. Même s’il est dépassé, la fonte pourrait s’étaler sur plusieurs millénaires. 

Les plateformes glaciaires, comme celle de l’Antarctique-Ouest, dont la glace est posée sur le fond océanique en dessous du niveau de la mer, pourraient résister à quelques dizaines ou même des centaines d’années chaudes, au dessus de 1.5°C.  Il y fait très froid, et la fonte touche surtout la partie sous-marine des plateformes. L’Antarctique-Ouest s’est effondrée par le passé, menant à un niveau des mers de 20 m supérieur à l’actuel,  au Pliocène, quand la température terrestre était de 2 à 3°C plus élevée (que 1850). Plusieurs auteurs suggèrent que cette zone est déjà déstabilisée. Les auteurs de ce rapport estiment qu’elle pourrait subir des grands changements au cours des prochaines décennies, qui déboucheraient ensuite sur des centaines d’années de fonte et de montée de niveau de la mer. En Antarctique-Est, les glaciers Totten et Denman accélèrent et perdent déjà de la masse. La fonte de cette région se produirait à un niveau de réchauffement plus élevé. Elle pourrait durer plusieurs millénaires. Certains scientifiques estiment cependant que des changements importants en Antarctique pourraient se produire plus vite. 

La glace de mer à la surface des océans est une fine couche. L’océan Arctique a déjà perdu la moitié de la glace qui le recouvrait en été. Celle-ci se réduit proportionnellement à la montée des températures, et disparaîtra probablement avant 2050. La présence de la glace en hiver dépend de la température de l’eau, elle se réduira donc aussi.    

La glace marine Antarctique, sur l’océan du Sud, est contrôlée par les   vents et des courants océaniques  variables. Sa surface est moins bien prévue par les climatologues. Elle a atteint un minimum en 2022/2023 mais nous ne savons pas si elle se reconstituera ou si elle se réduira de manière permanente. 

Figure 1.2.16: Risques croissants pour les éléments de basculement de la cryosphère avec le réchauffement climatique. Les seuils potentiels (pour les calottes glaciaires, les glaciers, la glace de mer et le pergélisol) et les impacts (élévation du niveau de la mer engagée à long terme et libération de carbone) sont présentés pour différents niveaux de réchauffement climatique.  L’élévation du niveau de la mer s’étalerait sur 2000 ans, et la libération de carbone par le permafrost est relative à la période 1850-1900. 

Le permafrost boréal

Le permafrost, terres gelés depuis la dernière glaciation, couvre une surface largement supérieure à celle de l’Europe. Lorsqu’il dégèle, des débris de plantes et d’animaux qu’il renferme entrent en fermentation. Ce processus relâche du gaz carbonique et du méthane. Le permafrost renferme d’énormes quantités de carbone, estimées à 1 035 Gt dans les trois mètres superficiels, plus que le contenu de l’atmosphère. La partie située sous la mer de Laptev et l’océan Arctique pourrait renfermer entre 560 et 2822 Gt.

J’ajoute que si le carbone était émis sous forme de méthane, chaque molécule provoquerait un effet de serre 80 fois plus important que le gaz carbonique, elle serait par contre dégradée après une douzaine d’années. Le passage brusque de ces gaz dans l’atmosphère pourrait augmenter le réchauffement de plusieurs degrés, et menacer la vie sur Terre. Le seuil de 1,5°C avait d’abord été choisi pour éviter son dégel. Les observations récentes que j’ai relayé ces dernières années montrent cependant que ce phénomène est déjà en cours. 

Le rapport relève que l’Arctique se réchauffe rapidement et que le permafrost dégèle déjà. Il contient beaucoup de poches d’eau et lacs, ce qui rend le terrain très instable. La fonte s’accompagne de petits glissements de terrains et liquéfactions. Certaines études estiment que le changement à ce niveau sera graduel, d’autres soulèvent le risque d’émissions de gaz qui réchaufferaient l’atmosphère et amplifieraient le dégel et les émissions. La dégradation du permafrost sous-marin est décrite comme lente. Là, ils ne citent pas certaines études aux conclusions contraires écrites par Shakova ou Cardoso.  

« Des processus importants tels que les interactions entre le feu, la végétation, le pergélisol et le carbone, ainsi que le potentiel de rejets soudains dus aux phénomènes thermokarstiques, ne sont actuellement pas systématiquement pris en compte (Natali et al., 2021). En conséquence, les projections existantes du dégel du pergélisol sous divers seuils de température sont probablement sous-estimées, ce qui indique que le potentiel de dégel réel pourrait être supérieur à celui actuellement prévu. »

Dans l’ensemble, ils concluent que le dégel se produira progressivement, sur des dizaines ou des centaines d’années. Il provoque des émissions de gaz à effet de serre qui augmentent de façon linéaire, et ne devraient pas s’amplifier en une boucle de rétroaction mortelle. 

Nuages

Les moussons et les nuages pourraient aussi subir d’importants changements, qui ne sont pas encore bien prévus. Des études récentes montrent que les événements El Nino, des années chaudes, d’intensifient à cause du réchauffement climatique. Les méandres du courant-jet (ondes de Rossby), peuvent mener à des catastrophes météorologiques telles que la vague de chaleur extrême du Canada en 2021 ou à des pluies diluviennes. L’augmentation de ces événements est aussi présentée comme incertaine.  Les nuages ont un effet important, instantané, sur la température planétaire. Un changement à ce niveau pourrait faire monter la température de quelques degrés très rapidement. Cet événement est cependant décrit comme peu probable. Notamment, il n’y en a pas trace dans l’histoire géologique de la Planète.

Le points de basculement sont appelés ainsi parce qu’ils nous feraient basculer dans un climat différent, ils auraient des conséquences sur les températures, les précipitations et la stabilité du système. Je suis surprise de ne pas voir de discussion des effets de la disparition de la glace marine. La glace a un effet d’albédo dont la diminution réchauffe la Planète. Ailleurs, j’ai relevé que son absence sur l’océan Arctique permet à l’air de se réchauffer, et provoque d’importantes précipitations dues à une évaporation accrue de la surface ouverte. Elle permettrait aussi au soleil de chauffer l’eau, et au méthane des fonds marins de s’échapper dans l’atmosphère. Sa réduction sur l’océan Arctique est inclue dans les modèles. Par contre changements que nous observons actuellement sont pas bien prévus, ce qui handicape nos prévisions du réchauffement.

Le rapport précise qu’ensemble, ces points de bascule menacent les moyens de subsistance de millions de personnes, et que certains seuils sont probablement imminents. La stabilisation du climat est essentielle pour réduire la probabilité d’effondrement généralisé des écosystèmes. Ceux-ci sont importants pour le maintien du climat. Les solutions existent mais ne sont pas discutées ici.