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Nous nous dirigeons vers un Age glaciaire
date 9 juin 2010
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Nous dirigeons-nous vers un Age Glaciaire ?

L’argument des sceptiques...
« Un jour, vous vous réveillerez enseveli sous neuf étages de neige. Cela fait partie d’un cycle, fiable, prévisible, un cycle naturel qui revient mécaniquement tous les 11 500 ans. Et puisque le dernier Age Glaciaire a eu lieu il y a presque 11 500 ans ... » (Ice Age Now)

Ce que dit la science...

Les enregistrements paléoclimatiques notamment issus des carottes de glace groenlandaise et antarctique montre en effet une certaine périodicité pour la survenue des âges glaciaires qui durent environ 100 000 ans et sont entrecoupés de périodes interglaciaires qui durent autour de 10 000 ans. Cette variabilité s’explique par les cycles de Milankovitch, c’est-à-dire sont reliés aux variations de la distance terre-soleil ainsi que l’inclinaison de la terre qui varie de manière bien connue en astronomie. Ces cycles modulent différentes fréquences principales (entre 21 000 et 400 000 ans), ce qui fait que les périodes glaciaires et interglaciaires ne sont pas toutes identiques en terme de forçages et donc de durée. Ainsi, étant donnés les forçages orbitaux actuels, il est estimé que l’interglaciaire dans lequel nous nous trouvons devrait durer autour de 20 000 ans. Cette estimation étant faite sans perturbation anthropique par le rejet massif de gaz à effet de serre, qui devrait repousser la prochaine glaciation de plusieurs dizaines de milliers d’années.

Les cycles glaciaires-interglaciaires

La Figure 1 montre l’alternance de ces cycles glaciaires interglaciaires, tel qu’enregistrée dans les glace de Vostok.

Figure 1 : Changement de température à Vostok, Antarctique (Barnola 2003). Les périodes interglaciaires apparaissent en vert.

Comment une période glaciaire est-elle provoquée ? Des changements dans le mouvement orbital de la Terre font baisser l’ensoleillement (insolation) de l’hémisphère nord pendant la période estivale. Les banquises boréales fondent moins en été et, au cours de milliers d’années, elles avancent petit à petit. Ce processus augmente l’albédo terrestre qui amplifie ce refroidissement, faisant avancer les glaciers encore plus. Sur une période d’environ 100 000 ans, la planète entre dans un âge glaciaire.

Les périodes interglaciaires n’ont pas toutes la même durée. Une carotte de glace prélevée au Dôme C en Antarctique nous a fourni un aperçu des températures qui prévalaient il y a 720 000 ans. Les paramètres orbitaux il y a 420 000 ans étaient semblables à celles que nous vivons aujourd’hui. A cette époque, l’interglaciaire avait duré 28 000 ans, ce qui conduit à penser que notre interglaciaire aurait pu durer aussi longtemps sans intervention humaine (Augustin 2004).

Le fait que les conditions entre la période d’aujourd’hui et celle d’il y a 400 000 ans soient semblables est attribuable à un mouvement orbital terrestre similaire. Pour ces deux périodes, les variations du forçage orbital indiquent des changements bien moins importants que lors d’autres périodes interglaciaires. Les modélisations à partir de l’orbite actuelle montrent, même en l’absence d’émissions de CO2, que l’interglaciaire actuelle durerait au moins 15 000 ans (Berger 2002).

Bien entendu, toute réponse à la question de savoir combien de temps durera notre interglaciaire sans intervention humaine est discutable. L’intervention humaine est un fait accompli. Alors quel effet nos émissions de gaz carbonique auront-elles sur de futurs âges glaciaires ? Cette question a fait l’objet d’une étude qui examine le « déclencheur » des glaciations, c’est-à-dire la baisse nécessaire du niveau d’insolation estivale boréale qui permettrait l’avancée des glaciers (Archer 2005). Plus il y a de CO2 dans l’atmosphère, plus la baisse d’insolation doit être importante avant de déclencher une glaciation.

Et avec le rejet massif de gaz à effet de serre d’origine anthropique ?

La Figure 2 schématise des réponses climatiques différentes face à divers scénarios d’émission de CO2. La ligne verte représente la réponse naturelle sans émission de CO2. La bleue représente une émission anthropogénique de 300 gigatonnes de carbone, niveau que nous avons déjà dépassé. Une émission de 1 000 gigatonnes de carbone (ligne orange) empêcherait la formation de tout âge glaciaire pendant 130 000 années. Si l’émission anthropogénique de carbone était de l’ordre de 5 000 gigatonnes ou davantage, la glaciation serait évitée pendant un demi-million d’années au moins. A l’heure actuelle, il est probable que le forçage orbital relativement faible et l’importante durée de vie atmosphérique du CO2 provoqueront conjointement une période interglaciaire plus longue que ce que la Terre a connu depuis 2,6 millions d’années.

Figure 2 : Effet de de l’émission de CO2 d’origine fossile sur la température globale. La courbe verte représente l’évolution naturelle, la bleue represente le résultat de l’émission d’origine anthropique de 300 Gigatonnes de CO2, l’orange est pour 1000 Gigatonnes, et la rouge est pour 5000 Gigatonnes de CO2 (Archer 2005).

Ainsi nous sommes rassurés : nous ne sommes pas guettés par un nouvel âge glaciaire. Que ceux qui redouteraient encore l’approche imminente d’un âge glaciaire regardent du pourtour arctique. Actuellement le permafrost arctique se dégrade, la banquise arctique font et la calotte polaire groenlandaise perd de sa masse à une vitesse toujours croissante. Ces conditions ne sont guère propices à l’avènement d’un âge glaciaire.

Et le petit âge glaciaire ?

Plus récemment, il y a seulement quelques centaines d’années, notre planète a connu un âge glaciaire peu sévère, gentiment nommé le Petit Age Glaciaire. Une partie de ce petit âge glaciaire a coïncidé avec une période d’activité solaire faible, appelée le Minimum de Maunder (du nom de l’astronome Edward Maunder). On estime que cette activité faible du soleil ainsi qu’une activité volcanique élevée ont principalement provoqué ce changement de température en Europe (Free 1999, Crowley 2001).

Figure 3 : Irradiance solaire totale (TSI) entre 1600 to 1978 issue Solanki et des données satellites PMOD entre 1979 to 2009

Nous dirigeons-nous vers un autre Minimum de Maunder ? L’activité solaire manifeste actuellement une tendance de longue durée vers le refroidissement. L’année 2009 a vu l’activité la plus faible du soleil depuis plus d’un siècle. Cependant, prédire l’activité solaire dans l’avenir n’est pas évident. Le passage d’une période de ‘grands maxima’ (la situation à la fin du 20e siècle) vers de ‘grands minima’ (ex. les conditions du minimum de Maunder) est un processus chaotique qui ne peut être prédit avec succès (Usoskin 2007).

Admettons cependant que le soleil passe au minimum de Maunder au cours du 21e siècle. Quel effet cela produira-t-il sur le climat de la Terre ? Les modélisations du climat montrent que, si l’activité solaire baissait effectivement jusqu’au minimum de Maunder, la baisse de température due au soleil serait minimale face au réchauffement anthropogénique de l’effet de serre (Feulner 2010). Le refroidissement dû à une activité solaire réduite est estimé à 0,1°C environ (le maximum étant de 0,3°C), alors que le réchauffement dû à l’effet de serre sera de l’ordre de 3,7°C jusqu’à 4,5°C selon notre niveau d’émission de gaz carbonique tout au long du 21e siècle (apprendre plus sur cette étude).


Figure 4 : Anomalies de température globale de 1900 à 2100 par rapport à la moyenne sur la période 1961 to 1990 pour un scenario A1B (rouge) et A2 (magenta) et pour trois forçage solaire correspondant à un cycle de 11 ans typiques (trait plein), à un nouveau minimum de Maunder (tiret) et pour une irradiance encore plus faible (pointillé). Les températures observés issues du NASA-GISS jusqu’à 2009 sont également représentées (bleu), d’après Feulner 2010.