Depuis le milieu du 19^ème siècle, la température moyenne de la terre a augmenté, d’abord lentement, puis de plus en plus rapidement au cours des dernières quinze années. Cette évolution a d’abord été assez naturellement attribuée à la fin du petit âge glaciaire qui, au cours des siècles précédents, avait produit des hivers froids ( voir les nombreuses représentations de patineurs à glace sur les canaux hollandais gelés) et entraîné une progression importante des glaciers continentaux alpins (d’ou le nom de petit âge glaciaire). Mais, depuis le début de l’ère industrielle, et de façon exponentiellement croissante, l’homme injecte du dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère, par l’utilisation de combustibles carbonés fossiles (charbon, pétrole puis gaz naturel). En 150 ans, il a fait évoluer la concentration atmosphérique du CO₂ vers des valeurs jamais atteintes depuis plus de 700 000 ans, et à une vitesse sans précédent dans l’histoire de la terre.

Le rôle climatique du CO₂ et l’impact de variations de sa concentration atmosphérique avaient été évalués dès 1896 par la suédois Arrhénius. Mais ce n’est qu’à la fin des années 1950 qu’ont été lancés les premiers cris d’alarme en direction du public. Les mesures effectuées dans des sites (Hawaï, Antarctique) non perturbés par l’activité humaine au jour le jour, mettaient en évidence une accumulation de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Les séries continues de mesures effectuées depuis lors en des points du globre très divers indiquent toutes la même augmentation croissante de la concentration atmosphérique de CO₂. Les premiers calculs réels d’impact climatique de l’augmentation du CO₂ datent de 1967.

Le réchauffement global est devenu une évidence. La température moyenne du globe a augmenté de 0,6°C au vingtième siècle. Une des conséquences frappante de ce réchauffement est une régression très marquée de la quasi-totalité des glaciers continentaux, et une diminution considérable de la surface de la banquise arctique en été, associée à une perte de 30% de son épaisseur. Les scientifiques notent aussi une fonte de la glace du Groenland.

La question de l’origine de ce réchauffement a été fortement débattue : est-il imputable à l’homme via le CO₂ ou est-il la conséquence de phénomènes naturels ?. Les modèles d’évolution du climat développés par les scientifiques prennent en compte tant les effets naturels (activité solaire, volcans, orbite terrestre) que les effets liés à l’homme. Ils reproduisent très bien l’augmentation de température observée depuis le début de l’ère industrielle : le début de la période est dominée par les effets naturels, la partie la plus récente (depuis 1970) est dominée par l’effet de serre ajouté. Une preuve éclatante de la crédibilité des modèles : le réchauffement observé depuis 15 ans est celui qu’ils avaient prédit il y a 15 ans, comme le montre le rapport 2007 du GIEC. Il ne fait donc plus de doute que l’essentiel du réchauffement est dû aux gaz à effet de serre émis par l’homme.

Une fois dans l’atmosphère, le CO₂, principal responsable de l’augmentation de l’effet de serre, est partiellement éliminé par capture par la végétation ou par dissolution dans l’océan. Actuellement, environ la moitié des 7,5 milliards de tonnes de carbone injectés chaque année dans l’atmosphère sont re-capturés par les océans et la végétation. C’est donc quelques 4 milliards de tonnes qui s’accumulent annuellement dans l’atmosphère. Le CO₂ va y séjourner très longtemps, jusqu’à ce qu’un processus de capture l’en élimine petit à petit. Cela signifie que son effet de serre accru va durer plusieurs siècles ; la terre continuerait à se réchauffer, même si on arrêtait dès aujourd’hui toute émission. Les phénomènes de capture du CO₂ dépendent du climat : un climat plus chaud risque de réduire cette absorption comme on l’a observé en Europe lors de la canicule de 2003, année où nos forêts n’ont pratiquement rien absorbé ; et la solubilité dans l’océan décroît quand la température augmente.

Plusieurs moyens ont été envisagés pour réduire la concentration atmosphérique du CO₂ ou pour contrecarrer l’effet de serre : l’enrichissement des eaux de surface océaniques en sels minéraux (fer, phosphates) pour favoriser la croissance du phytoplancton qui absorbe du CO₂ par photosynthèse ; la plantation de forêts également pour accroître la photosynthèse ; l’injection de soufre dans la stratosphère pour bloquer une partie du rayonnement solaire incident ... Aucune de ces actions n’est anodine.

- On ignore les risques liés à l’eutrophisation de l’eau de mer enrichie en sels minéraux et les conséquences d’un fort déséquilibre en populations de phytoplancton ; de plus, l’efficacité de l’introduction artificielle de fer dans l’eau semble médiocre.

- Les forêts absorbent du CO2 pour leur croissance. Mais, si elles remplacent un sol nu ou à végétation rase, elles augmentent fortement l’absorption de la lumière solaire, provoquant ainsi un réchauffement. Cela est particulièrement vrai dans les hautes latitudes ou un sol uniformément enneigé donc très réflecteur serait remplacé une bonne partie de l’année par des arbres, qui restent rarement couverts de neige et dont la couleur sombre signe une forte absorption de la lumière solaire.

- Enfin, l’injection de soufre dans la stratosphère provoquerait certes un obscurcissement de la planète, comme on a pu le constater lors de d’éruptions volcaniques comme celle du Pinatubo ; mais quelles seraient pour la flore et la faune les conséquences d’un obscurcissement prolongé, et celles des retombées de sulfates sur la surface ?

Le réchauffement entraîne d’autres effets préoccupants :

- Le système des précipitations va en être perturbé. On aura par exemple une aridification du pourtour méditerranéen, un contraste saisonnier de lapluviométrie plus important dans nos régions, ce qui n’est pas sans conséquences sur l’agriculture. Le réchauffement est également susceptible d’augmenter la fréquence ou l’intensité des événements météorologiques extrêmes (tempêtes, cyclones ...).

- La dilatation thermique de l’eau a déjà fait monter le niveau des océans. Ce niveau pourrait monter, de façon dramatique pour une part importante de la population mondiale, par la fonte des glaciers continentaux et en particulier de la calotte glaciaire du Groenland ; le Groenland est une grande cause d’inquiétude des glaciologues qui enregistrent actuellement une fonte plus importante que ce qu’ils pronostiquaient

- On observe dès maintenant des effets du réchauffement sur la végétation ou sur la faune qui se déplace vers les pôles. Le permafrost, c’est-à-dire les terres gelées toute l’année, commence à fondre, déstabilisant complètement les sols et les populations humaines qui les habitent (Inuits).

- Un autre effet de l’accumulation du CO₂ dans l’atmosphère est l’acidification des eaux océaniques qui met en péril de nombreux organismes à coquille ou à squelette calcaire.

- Enfin, le réchauffement, au-delà de certaines limites, entraînera une diminution de la capacité de l’environnement à capturer une partie du dioxyde de carbone atmosphérique.

Quels sont les pronostics pour l’avenir ?

- D’abord, une certitude, la nature ne va pas nous aider à contrebalancer l’effet de serre. Le cycle des grandes glaciations – déglaciations qu’a connu la terre depuis plus d’un million d’années est actuellement dans une phase chaude qui doit durer plusieurs dizaines de millénaires du fait de la très faible excentricité de l’ellipse de l’orbite terrestre. On ne peut donc pas compter sur une tendance naturelle au refroidissement.

- L’avenir dépend crucialement de la quantité de dioxyde de carbone que nous laisserons s’accumuler dans l’atmosphère. Le GIEC a effectué des simulations d’évolution du climat basées sur des scénarios variés d’évolution des comportements de l’homme. Quoiqu’on fasse, un réchauffement est inéluctable et il va se poursuivre longtemps. Mais nous avons encore la possibilité de limiter son ampleur si nous réduisons de façon drastique nos émissions de gaz à effet de serre. C’est une nécessité absolue pour éviter l’explosion de situations catastrophiques.