Un éternel chaud et froid

Astronomie, calotte polaire et effet de serre, en se faisant la courte échelle, ne cessent de faire osciller les climats d'un extrême à l'autre. PAR HERVÉ PONCHELET

  Prévisions saisonnieres

    Derrière son chaman tatoué, le petit groupe de chasseurs chaudement vêtus de peaux de chevaux de Prjevalski et de phoques moines doit, depuis son campement installé sur le rivage méditerranéen, parcourir 6 kilomètres et escalader 80 mètres de dénivelé pour atteindre l'entrée du sanctuaire souterrain. Avant d'entamer le grand rite de préparation de la chasse de printemps, Il reste encore tout un panneau de calcite à décorer à la lumière des lampes à huile de phoque. Ce sera une troupe de chevaux...

    C'est par 37 mètres de fond et revêtu d'un scaphandre autonome qu' Henri Cosquer, un plongeur de Cassis, est tombé, en 1985, nez à nez avec ces mêmes chevaux, l'un des chefs-d’œuvre de ce nouveau Lascaux.

    IL y a vingt mille ans, une grande partie de l'hémisphère Nord, dont l'Europe, était écrasée par une énorme calotte glaciaire, et la Méditerranée stagnait 120 mètres au-dessous de son niveau actuel. Niveau qui correspond à un exceptionnel optimum interglaciaire. Entre les deux excursions à la grotte sanctuaire, un millier de générations d’Homo sapiens se sont succédé sur ces rivages en répétant la sempiternelle complainte du " y a plus d’saisons ", sans jamais se rendre compte que le climat était une denrée éminemment fluctuante.

 

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L'énorme machinerie atmosphérique, qui tire son énergie du Soleil, ne cesse de créer des chauds et des froids climatiques. Ci-dessus, un gigantesque glacier au Groenland. Ci-dessous, incendies à Jabung, en Indonésie.

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    On l'aura compris, depuis que le monde est monde, l'énorme machinerie atmosphérique, qui tire son énergie du Soleil, ne cesse de créer des chauds et froids climatiques dont les scientifiques commencent à identifier les causes. En synergie avec les colossaux accumulateurs de calories que sont les océans et de frigories que constituent les glaces polaires, l'atmosphère, par ailleurs quotidiennement soumise à l'alternance jour nuit due à la rotation terrestre, est une machine à vapeur à la fois formidablement répétitive... et variable! Mais l'histoire du climat mondial, patiemment reconstituée, montre que la vocation de la Terre est plus de faire claquer dents et becs à ses créatures que de leur assurer la fameuse " douceur angevine " chantée par le poète.

    En d'autres termes, le globe a toujours eu une fâcheuse tendance à se couvrir de calottes de glace qui, en stockant l'eau, font baisser les mers. Les intermèdes doux favorisant la fonte des glaces, essentiellement dans l'hémisphère Nord, ne sont que répits. C'est le cas de l'actuel interglaciaire. Un optimum qui, à l'échelle des millénaires, ne devrait pas durer. Prochain retour des glaces prévu, admirez la précision, dans les 70 000 ans à venir!

    Avant de savoir si l'homme, en libérant à foison le gaz carbonique jusqu'ici fossilisé sous forme de charbon et de pétrole, est en passe d'accélérer les déboussolements chroniques du climat, il faut comprendre comment fluctue naturellement la machine thermique Terre.

La force astronomique

    Des grandes forces qui président aux variations du climat global, la première de toutes est, à n'en pas douter, astronomique. Dans les années 40, le mathématicien serbe Milutin Milankovic avait calculé que les paramètres de l'orbite de la Terre autour du Soleil et de la rotation imparfaite du globe sur son propre axe devaient aboutir à des alternances principales entre froid et chaud selon des cycles de 20 000, 40 000 et 100 000 ans.

    La Terre, sphère imparfaite, tourne, comme une toupie, autour d'un axe qui décrit un cône. Ce mouvement est très lent et l'axe de la Terre ne retrouve la même position que tous les 26 000 ans, L'influence des autres planètes joue, elle aussi, sur cet axe selon une période de 41000 ans. Certes, ces deux cycles ne modifient pas le flux total d'énergie solaire qui arrose la Terre à raison de 342 watts par mètre carré. Mais, en le distribuant inégalement selon les latitudes, ces paramètres astronomiques variables ont tendance à modifier le comportement de la chaudière. En revanche, la forme de l'orbite de la Terre, qui, tous les 100 000 ans, passe lentement d'un cercle presque parfait à une ellipse très peu allongée, entraîne, elle, une légère variation du flux d'énergie solaire, de l'ordre de 0,2 %.

    Cette théorie de Milahkovic, affinée par André Berger, de l'université beige de Louvain-la-Neuve, est connue sous le nom de " forcing astronomique ". Cependant, à lui seul, ce forcing, dû à la mécanique céleste, ne suffit pas, loin de là, à expliquer le passage de la douceur à la glaciation, et réciproquement. Il ne permet, en fait, d'expliquer que 10 % du phénomène.

    Cette pichenette énergétique première va, à son tour, être amplifiée par un deuxième forcing, celui des glaciers. Ce phénomène n'intervient que dans l'hémisphère Nord : l'Antarctique, vu la masse de glace qui y est accumulée, a une inertie thermique considérable. Le volume de glace accumulé n'y a pratiquement pas bougé depuis 30 millions d'années. Contre la volonté des astres, l'Antarctique s'autoentretient.

    Le mécanisme du forcing glaciaire est le suivant. Lorsque, pour l'une des causes astronomiques précédentes, l'énergie solaire vient à s'amenuiser sur une région, la neige peut y remplacer la pluie. Son manteau blanc renvoyant, comme un miroir, les rayons du Soleil dans l'espace prive l'atmosphère d'une partie de l'énergie solaire qui lui était destinée. Les températures baissent. La neige s'accumule. Elle devient glace. Puis glaciers. Ce phénomène est particulièrement sensible aux alentours du 65e parallèle Nord. C'est là que la calotte polaire s'installe. En s'étendant, elle fait la courte échelle au refroidissement astronomique, qu'elle amplifie par inertie thermique. Ce mécanisme du " forcing glaciaire " permet de faire encore 40 % du chemin.

    Restent les derniers 50 %! C'est désormais au mécanisme parfaitement naturel de l’effet de serre que les physiciens et chimistes de l'atmosphère attribuent ce dernier bond en avant-décisif. Lorsque le forcing astronomique, amplifié par le forcing glaciaire, fait chuter les températures, la vie cède du terrain et l'exhalation du gaz carbonique, le fameux C02, expression de la respiration animale et, surtout végétale, régresse. L'effet de serre perd de son efficacité. L'atmosphère ne parvient plus à retenir suffisamment d'énergie solaire sous forme de rayons infrarouges. Les précieuses calories ainsi perdues dans l’espace font défaut à la machinerie atmosphérique, qui se refroidit toujours plus.

    A l'inverse, lorsque, pour causes astronomiques, l'étau des glaces se relâche dans l'hémisphère Nord, la vie reprend du poil de la bête, le gaz carbonique y est expiré de façon moins parcimonieuse, l'effet de serre se renforce, la température moyenne du globe remonte. Pour un temps... Sans la vie, qui produit le gaz carbonique et ses petits copains, comme le méthane et certains oxydes d'azote également bénéfiques à l'effet de serre, la température moyenne de la Terre s'établirait aux alentours de -18 degrés, contre +15 aujourd'hui !

 

L'océan mondial  

  Dans la production des climats, l'atmosphère gazeuse, légère, mouvante, réactive, soumise à des influences extraterrestres, ne joue donc pas seule, loin de là. Aujourd'hui, les scientifiques pensent que l'une des clés importantes du climat est tenue par l'océan mondial. Avec ses 362 millions de kilomètres carrés, soit 70 % de la surface du globe, et ses 1,37 milliard de kilomètres cubes, Il constitue une masse trois cents fois supérieure à celle de l'atmosphère. Aussi est-il capable de stocker mille deux cents fois plus d'énergie solaire que le cocon gazeux du globe. Une énergie qu'il cède volontiers à l'air. Soit quotidiennement pour fabriquer le temps, soit périodiquement, comme dans des phénomènes colossaux du type El Nino soit encore, à très long terme, par l'intermédiaire d'un système de courants gigantesques dont le réseau se boucle au travers des mers du monde. Un formidable tapis roulant dont la branche la mieux connue des Français est le légendaire Gulf Stream.

Ce courant chaud de surface déplace à chaque seconde, au sud des bancs de Terre-Neuve, 130 millions de mètres cubes d'eau de surface. Parvenues dans le cul-de-sac de l'Atlantique Nord, ces eaux, cédant leurs calories à l'atmosphère boréale, deviennent plus denses et commencent à " couler ". Le phénomène est renforcé par l’augmentation de leur salinité due à la formation de la glace de mer, la banquise, qui rejette le sel gelant. Au large de la Norvège et du Labrador, le flux de l'ex-Gulf Stream, réfrigéré à - 1,2 degré et salé, plonge rapidement par 3 000 mètres de fond. Là, fi roule alors avec une sage lenteur vers l'Atlantique Sud.

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    Cinq cents ans après leur adieu à la mer de Norvège, les eaux rejoignent le grand courant profond circumantarctique au grand sud du cap de Bonne-Espérance. Une branche se détache et remonte l'océan Indien. L’autre poursuit son chemin, contourne la Nouvelle-Zélande, se dirige, toujours en profondeur vers le Japon et refait surface au sud du détroit de Behring. Mille cinq cents ans se sont écoulés depuis le départ! Dès lors proches de la surface, les eaux du grand système de tapis roulant du courant mondial vont se réchauffer jusqu'à se gorger de calories en traversant, de part en part, le Pacifique, l'océan Indien, l'Atlantique tropical. Le périple est bouclé par le Gulf Stream...

    En pompant des calories ici et maintenant, en les relâchant là et des centaines d'années plus tard, la circulation bouclée des grands courants marins participe à l'établissement du climat, et sans doute à ses sautes d'humeur lorsqu'il s'enraie. Sa régularité dépend, en effet, du fonctionnement du fameux puits de L’ Atlantique Nord. Qu'il se " bouche ", les eaux froides n’y peuvent plus plonger, et le tapis roulant connaît des ratés.

    Deux mécanismes semblent en mesure de fermer le puits: une extension brutale de la banquise arctique ou des décharges massives d'icebergs, crachées par la calotte du Groenland. Si des décharges d'icebergs sont enregistrées tous les 8 000 à 10 000 ans, les extensions de banquise seraient plus brutales et apparaîtraient dans des périodes climatiques semblables à celle que nous vivons aujourd'hui. Conséquence de ces extensions brutales de glace de mer: de petits âges glaciaires, comme celui qui s'abattit sur la France de Louis XIV.

    L’océan mondial joue aussi un rôle déterminant vis à vis des climats en piégeant le gaz carbonique produit par la biosphère. Dans quelles proportions exactes, et à quelle vitesse ? On l'ignore encore.

    En déterrant, pompant, puis brûlant massivement charbon, pétrole et gaz naturel, l'homme risque de renforcer l'effet de serre et, partant de perturber à son tour cette colossale machinerie du climat que météorologues et océanographes associés tentent de reproduire sous forme de modèle mathématique océan-atmosphère. Force est dé reconnaître que ces modèles sont encore bien rudimentaires pour prétendre prédire les climats de demain. Quant à y intégrer le paramètre humain...

 

 

 

 

 

 

 

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Révision : 13 août 2007