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Université Libre de Bruxelles - Solvay Brussels School of Economics and Management Centre Emile Bernheim
ULB CP114/03 50, avenue F.D. Roosevelt 1050 Brussels BELGIUM e-mail: [email protected] Tel.: +32 (0)2/650.48.64 Fax: +32 (0)2/650.41.88
CEB Policy Paper
Le climat de la Terre avant la révolution industrielle André Fontana La population du globe s’accroit lentement à travers les âges pour atteindre de l’ordre de 1 milliard d’habitants au milieu du XIXe siècle. L’historique des périodes glaciaires fait apparaître à l’évidence des fluctuations du climat totalement indépendantes des activités humaines. Une approche du bilan thermique de la planète fait apparaître les causes possibles de ces énormes perturbations. Keywords: historique des glaciations et des interglaciations, activité solaire,
population du globe.
CEB Policy Paper N°16/003
July 2016
The opinions stated in this paper are the sole responsibility of the author
1
Le climat de la Terre avant la révolution industrielle. Par André Fontana, Dr. Ir., Professeur Honoraire
1,
Université Libre de Bruxelles, Solvay Brussels School of Economics and Management
Centre Emile Bernheim, CEESE
Mots clefs : historique des glaciations et des interglaciations – activité solaire – population du
globe.
Résumé. La population du globe s’accroit lentement à travers les âges pour atteindre de
l’ordre de 1 milliard d’habitants au milieu du XIXe siècle. L’historique des périodes glaciaires
fait apparaître à l’évidence des fluctuations du climat totalement indépendantes des activités
humaines. Une approche du bilan thermique de la planète fait apparaître les causes possibles
de ces énormes perturbations.
1.- Introduction
Pendant 400.000 ans, avant la moitié du XIXe siècle, le début de l’ère industrielle, c’est la
nature qui a influencé le sort de l’Humanité.
Les nombreux bouleversements climatiques ont engendré des variations de la température du
globe de plus de 14 degrés Celsius. Ainsi, pendant la période glaciaire de Würm, on assiste à
la disparition de l’Homme de Java, puis de l’Homme de Neandertal. Chaque réchauffement
climatique a conduit à une expansion de l’Humanité. En dehors des périodes glaciaires, la
population mondiale est restée stable avec un faible accroissement de la population mondiale
de l’ordre de 300.000 habitants par an.
A partir de la moitié du XIXe siècle, on assiste à une véritable explosion démographique avec
une population mondiale multipliée par 7 en 150 ans, soit un accroissement de l’ordre de 37
milliards d’habitants par an ! De plus, la consommation d’énergie primaire a été multipliée
par 35 pendant cette même période !
Depuis plus de 150 ans, l’Homme exploite intensivement la lithosphère, la biosphère et
l’hydrosphère pour en extraire de la nourriture, des matériaux et de l’énergie. La
transformation de surfaces agricoles destinées en production de nourriture en surfaces
destinées à la production de produits énergétiques (par exemple bio méthanol et biodiesel) est
catastrophique sur le plan alimentaire. De même, la tendance actuelle d’exploiter des forêts en
vue de la production de biocombustibles est irréversible car condamne le potentiel de
régulation du dioxyde de carbone présent dans la troposphère.
Cette contribution évoque l’évolution du climat de la terre avant la révolution industrielle.
La seconde partie2 aborde le bilan thermique de la planète et les différents facteurs intervenant
dans l’évolution du climat pendant l’ère industrielle.
Roland Souchez, Directeur des laboratoires de glaciologie de l’Université Libre de Bruxelles
s’est très vite impliqué dans les prélèvements et les examens des carottages dans les
sédiments des fonds océaniques et dans les calottes glaciaires du Groenland ou de
1 André Fontana n’est pas climatologue. Il est Ingénieur Civil Métallurgiste et a une certaine expertis dans
l’étude et le développement de procédés thermiques industriels. A ce titre, les problèmes de transferts de chaleur
sont une de ses spécialités. Cet essai sur l’évolution du climat est une compilation des données de la littérature et
leur interprétation pour évoquer l’évolution actuelle du climat. 2 2
e partie : Bilan thermique de la terre et climat,
2
l'Antarctique. Une courbe de variation de la température moyenne a ainsi pu être établie pour
les 200 derniers millénaires. Elle a ensuite été confrontée aux datations obtenues par d'autres
méthodes pour aboutir à une chronologie isotopique désormais universellement reconnue.
Par ailleurs, des origines au début de l’âge du bronze (4.000 av J.C.), la population du globe
est en légère croissance. Dans le seconde partie du Néolithique et au début de l’âge du bronze,
on passe à un doublement de la population en 1.000 ans. Puis vers 4.500 av J.C, la population
double en 500 ans (0,04% par an). Ce rythme de croissance se maintien à l’âge du fer et
jusqu’à la grande révolution industrielle à la fin du XVIIIe siècle pour atteindre 1 milliard
d’habitants en 1800.
On peut donc affirmer que l’Homme n’a pu avoir aucune influence sur le climat avant l’ère
industrielle, c-à-d le milieu du XIXe siècle.
Cette étude est consacrée à un résumé de l’historique des glaciations et interglaciations en
relation avec quelques catastrophes naturelles d’importance majeure.
Une seconde partie abordera le bilan thermique de la planète afin de mettre en évidence la
capacité de la Terre à retrouver son équilibre thermique. Trois acteurs seront envisagés : le
Soleil, les catastrophes et l’Homme.
2.- Historique avant 1860.
La figure 1 donne la courbe d’évolution des écarts de la température moyenne à la surface
terrestre par rapport à la moyenne de1960 - 19903.
Nous sommes dans la période Holocène avec une température de la surface du globe se
situant autour de 15°C. On observe s’est stabilisée il y a environ 10.000 ans après la
glaciation de Würm. Les minimas ont avoisiné 6°C c-à-d de l’ordre de 9°C inférieurs à la
température actuelle ; On verra dans le seconde partie les raisons pour lesquelles la Terre
évolue naturellement vers cette température d’équilibre que nous observons actuellement.
Fig.1 : Courbe d’évolution des écarts de la température moyenne à la surface terrestre par rapport à aujourd’hui.
Il y a plus d’un million d’années, le climat de la terre a fortement évolué à cause de la
modification de la composition de l’atmosphère terrestre (Fig. 2), ce qui justifie les très hautes
températures atteintes jusqu’à la fin du Miocène il y a 5 millions d’années.
3 https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_climat_avant_1850
A B C D E
3
Fig. 2 : Évolution de la composition chimique relative de l'atmosphère terrestre (doc université de Poitiers)
Les figures 3 et 4 reprennent avec un peu plus de détails la période des derniers 250.000 ans
en relation avec la Vie de l’Homme sur notre planète.
Fig. 3 : évolution de la température de la planète depuis 250.000 ans
°C
4
Fig.4 : Courbe d’évolution des écarts de la température moyenne à la surface terrestre par rapport à aujourd’hui (par l’intermédiaire d’un dosage de l’isotope 18O de l’oxygène pendant toute la période
d’existence d’Homo Sapiens)4.
Ce sont des catastrophes naturelles (chutes de météores et éruptions volcaniques) qui ont
provoqué les principales modifications climatiques. Nous reprenons ci-dessous l’historique
des différentes périodes glacières et interglaciaires ainsi que les catastrophes majeures
(éruptions volcaniques et chute de météore)5.
Avant 100.000.000 d’années BP (voir fig. 1A)
• 2.700.000.000 BP → 570.000.000 BP : glaciation du Neoproterzoïque
• 570.000.000 BP→ 500.000.000 BP : réchauffement climatique
o dû à l’expansion des continents
• 450.000.000 BP → 400.000.000 BP : glaciation
o et 60% d’extinction des êtres vivants
• 380.000.000 BP→ 365.000.000 BP : réchauffement climatique
• 365.000.000 BP→ 345.000.000 BP : glaciation
o 90% d’extinction des êtres vivants, continents regroupés, éruptions
volcaniques – niveau des mers : -250m
• 245.000.000 BP→ -45.000.000 BP: réchauffement
o 200.000.000 BP : apparition dinosaures
o 150.000.000 BP : niveau des mers +80m
De 70.000.000 à 9.000.000 années BP (voir fig. 1B)
o 70.000.000 BP : niveau des mers +200m
4 Le Monde, Archives mensuelles, mai 2011 : http://ne-plus-se-taire.blog.lemonde.fr/2011/05/ 5 Pour les périodes reculées, les datations s’expriment en années BP « Before Present »,
puis à partir de 640.000 BP en années BC « Before Christ » (c-à-d en +/-)
5
o Chute météorite et forte activité volcanique (Carmarks Group, Yukon)
o 65.000.000 BP : extinction des dinosaures6
o 55.000.000 BP : 50% d’extinction des êtres vivants ; effet de serre dû à
l’évaporation du méthane
o 50.000.000 BP : éruption du groupe Skukum (British Columbia)
• 45.000.000 BP→ 23.000.000 BP : glaciation
o formation de l’Himalaya
o 27.800.000 BP : éruption de La Garita, San Juan, Colorado, USA
• 23.000.000 BP → 18.000.000 BP : réchauffement
o 15.000.000 BP à -6.100.000 BP : éruption du champ volcanique Mc Dermitt, Nevada, Oregon, USA (7 calderas)
o 14.000.000 BP à 17.000.000 BP : éruptions à Columba River (USA)
• 18.000.000 BP→ 12.500.000 BP : refroidissement
• 12.500.000 BP → 9.000.000 BP : réchauffement
De 9.000.000 à 900.000 années BP (voir fig. 1C)
• 9.000.000 BP→ 5.500.000 BP : refroidissement
o 6.620.000 BP : éruption de Blacktail Caldera, champ volcanique de Heise, Idaho (USA)
• 5.500.000 BP→ 3.000.000 BP : réchauffement
o niveau des mers : +200m,
o 4.450.000 BP: éruption de Kilgore Caldera, champ volcanique de Heise, Idaho (USA)
• 3.000.000 BP→ 2.600.000 BP : glaciation de Biber
o niveau des mers : -100m
• 2.600.000 BP→ 1.900.000 BP : réchauffement
o 2.000.000 BP : apparition de l’Homo habilis
o 2.100.000 BP : éruption de l’Island Park Caldera (Yellowstone, USA)
• 1.000.000 BP → 1.300.000BP : glaciation de Donau
o 1.200.000 BP : éruption de l’Island Park Caldera (Yellowstone, USA)
• 1.300.000 BP→ 900.000 BP : réchauffement
De 900.000 à 21.000 années BP (voir fig. 1D)
• 900.000 BP→ 750.000 BP : glaciation de Gunz7
6 Un regain d’activité volcanique et l’impact de la météorite se sont produits à cette époque dans une même
période de 50 000 ans 7 Des analyses menées sur des ossements vieux de 430 000 ans découverts dans la célèbre grotte préhistorique de
la Sima de los Huesos (Espagne) suggèrent qu’ils appartiendraient à une forme précoce de l’homme de
Neandertal.
6
• 750.000 BP→ 550.000 BP : réchauffement → +4°C8
o 640.000 BP : éruption de la Caldera de Yellowstone (USA)
• 650.000 BP→ 350.000 BP: glaciation de Mindel → -8°C7
• 350.000 BP→ 300.000 BP : réchauffement → +2°C7
• 325.000 BP→ 250.000 BP : glaciation de Riss I → -8°C7
o niveau des mers 100 m plus bas
• 250.000 BP → 200.000 BP : Réchauffement
o estimation de l’apparition de l’Homme de Neanderthal
• 200.000 BP → 140.000 BP : glaciation de Riss II → -8°C7
• 140.000 BP→ 80.000 BP : réchauffement → +2°C7
o température supérieure de 4°C, niveau des mers 3 mètres plus bas
• 70.000 BC→ 10.000 BC : glaciation de Würm
o 70.000 BC: éruption du volcan de Toba
o Refroidissement → -6°C7, niveau des mers 120 m plus bas
o 65000 BC : refroidissement → -9°C7
o 40.000 BC : disparition Neandertal & apparition Homo Sapiens – Cro-Magnon
o 24.500 BC : éruption du Oranui, Nouvelle Zelande
o 25.000 BC→ 21.000 BC: réchauffement → -6°C4
De 21.000 BP à nos jours (voir fig. 1E)
o 21.000 BC→ 17.000 BC: refroidissement → -10°C4
o 15.000 BC→ 16.300 BC: éruptions du Sarno (Vésuve, Italie)
o 17.000 BC→ 16.000 BC : réchauffement
o 16.000 BC→ 15.000 BC: refroidissement (Drias I)
� Refroidissement → -5 à -7 °C7
o 14.700 BC→ 13.000 BC: réchauffement
� Elévation de température de 10°C en 3 ans
o 13.000 BC→ 12.000 BC: réchauffement de Bolling
� → température actuelle de 15°C
o 12.000 BC→ 10.000 BC: refroidissement (Drias II)
o Refroidissement → -4°C7
o Selon les différentes études, la population mondiale devait s’élever alors à de 1
à 10 millions d’habitants9
8 Par rapport à la température moyenne actuelle
9 McEvedy, Colin and Richard Jones, 1978, "Atlas of World Population History," Facts on File, New York, pp.
342-351 et Thomlinson, Ralph, 1975, "Demographic Problems, Controversy Over Population Control," Second
Edition, Table 1.
7
• 10000 BC→ 7500 BC: réchauffement
o Augmentation de T de 3 à 4°C, Moussons importantes au Sahara et en Asie
• 7500 BC→ 7000 BC : glaciation de Pallü
o Refroidissement de 0,5°C
• 7000 BC→ 3500 BC: réchauffement (Holocène)
o température supérieure de 1,5°C4, sécheresse au Sahara
o 6440 BC: éruption du volcan Kurile Lake, Kamtchatka
o 5677 BC: éruption du volcan Crater Lake, Oregon, USA
o 4350 BC: éruption du volcan Kikai, Japon
o 4000 BC : maximum Holocène → +1,5°C4
o 3550 BC et 3580 BC: éruption des volcans Pinatubo et Taal, Philippines
o 2420 BC: éruption du Vésuve (Italie)
• 3200 BC→ 2500 BC: mini glaciation de Piora I et II
• 2500 BC→ 1500 BC: réchauffement → moyenne actuelle de 15°C
o 1890 BC: éruption du volcan Mont Hudson (Andes)
o 1645-1900 BC: éruptions chaîne Aléoutienne, Mont St Helens (USA)
o 1610 BC: éruption du volcan de Santorin
• 1500 BC→ 1100 BC: mini glaciation de Lobben
o 1050 BC: éruption du volcan Pinatubo, Philippines
• 1100 BC→ 830 BC: réchauffement (âge du Bronze)
• 830 BC→ 270 BC: mini glaciation de Göschenen
o 531 à 566 BC: Eruption du volcan Rabaul, Papouasie-Nouvelle-Guinée
• 270 BC→ 400 : réchauffement (époque romaine),
o température supérieure de 1°C
o -44 : éruption de l’Etna (Italie)
o 79 : éruption du Vésuve, Italie
o 230 : éruption du volcan Taupo, Nouvelle Zelande
o 530 : éruption du volcan Ilopango, Amérique centrale
o 674 : éruption du volcan Mont Churchill, Alaska
• 400 → 800 : mini glaciation de Göschenen II
o 416 ou 535 : éruption du volcan Krakatoa, Indonésie
• 800 → 1000 : réchauffement (époque Vikings)
o 939 : éruption du volcan Edja (Islande)
o 969 : éruption du volcan du Mont Paektu, Chine
• 1000 → 1050 : mini glaciation de Fort et de Oort
8
• 1050 → 1280 : réchauffement (Haut Moyen-Age)
o 1257 : éruption du volcan Samalas, Indonésie
o 1258 : éruption du volcan du Mont Rinjani, Indonésie
o 1280 : éruption du volcan Quilatoa, Andes
• 1280 → 1340 : mini glaciation de Wolf
• De 1420 à 1830 : petit âge des glaces dû à la diminution de l’activité solaire
� 1452 : éruption du volcan Kuwae, Vanuatu
o 1420 → 1530 : mini glaciation de Spörer
o 1645 → 1715 : mini glaciation de Maunder (minimum en 1680,
températures inférieures de 0,6°C)
� 1631 : éruption du Vésuve
� 1783 : éruption du volcan Laki, Islande
� 1785 : éruption du volcan Grimsvötn, Islande
� 1792 : éruption du volcan Unzen, Japon
o 1795 → 1830 : mini glaciation de Dalton (minimum en 1810)
� 1815 : éruption du volcan Tambora, Indonésie
� 1835 : éruption du volcan Cosigüina, Nicaragua
• 1830 → 1875 : réchauffement (vague de chaleur)
o 1883 : éruption du volcan Krakatoa, Indonésie
o 1886 : éruption du volcan du Mont Tarawera, Nouvelle Zelande
o 1902 : éruption du volcan Santa Maria, Guatémala
o 1902 : éruption du volcan de la Soufrière, Saint Vincent (Antilles)
o 1902 : éruption du volcan Montagne Pelée, Martinique (Antilles)
• 1900 → 1938 : refroidissement (température inférieure de 0,3°C)
o 1912 : éruption du volcan Novarupta, USA
o 1932 : éruption du volcan Quizapu, Sud des Andes (Chili)
• 1938 → 1953 : sécheresse et diminution des températures
o 1951 : éruption du volcan Lamington, Papouasie (Nouvelle Guinée)
• 1980 → 2003 : réchauffement (température augmente de 0,6°C)
o 1980 : éruption du Mont Saint Helens, Washington (USA)
o 1985 : éruption du volcan Nevado del Ruiz, Colombie
o 1989 : éruption du volcan Etna, Italie
o 1991 : éruption du volcan Pinatubo, Philippines
3.- Les bouleversements climatiques.
9
Il est remarquable de remarquer qu’après ces catastrophes, le climat fut totalement bouleversé
et provoqué des périodes de glaciation, mais que dans tous les cas, la tendance est de
retrouver un certain équilibre avec chaque fois des périodes interglaciaires de réchauffement
climatique.
Certaines périodes glaciaires ont suivi des éruptions volcaniques de grande amplitude10
:
• 70.000.000 BP : Chute météorite et forte activité volcanique (Carmarks Group, Yukon)
• 50.000.000 BP : groupe Skukum (British Columbia) – VEI = 7
• 27.800.000 BP : La Garita, San Juan, Colorado, USA – VEI = 8
• 23.000.000 BP : Monroe Peak (Marysvale volcanic field) – VEI = 7
• 19.000.000 BP: Mount Belknap (Marysvale volcanic field) – VEI = 7
• 15.000.000 BP à 6.100.000 BP : champ volcanique Mc Dermitt, (Yellowstone),
(7 calderas) – VEI = 7 et 8
• 15.000.000 BP : Central Volcanic Zone, Andes – VEI = 8
• 14.000.000 BP à 17.000.000 BP : Columba River (USA) – VEI = 7 et 8
• 8.300.000 BP : Pastos Grandes Caldera (Andes) – VEI = 7
• 6.620.000 et 6.270.000BP : champ volcanique de Heise (Yelowstone) – VEI = 8
• 6.100.000 BP : Cerro Panzinos (Andes) – VEI = 7
• 4.450.000 BP : Kilgore Caldera, champ volcanique de Heise (Yellowstone) – VEI = 8
• 4.000.000 BP : Pacana Caldera (Andes) – VEI = 8
• 2.900.000 BP : Pastos Grandes (Andes) – VEI = 7
• 2.200.000 BP : Cerro Galan (Andes) – VEI = 8
• 2.100.000 BP : Island Park Caldera (Yellowstone, USA) – VEI = 8
• 1.800.000 BP : Lake Atilan (Central America Volcanic Arc) – VEI = 7
• 1.300.000 BP : Henry’s Fork Caldera (Yellowstone) – VEI = 7
• 1.230.000 BP: Mangakino Caldera – Taupo - (Nouvelle Zélande) – VEI = 7
• 1.200.000 BP : Toba Caldera – Sunda Arc (Indonésie) – VEI = 8
• 1.115.000 BP : Valles Caldera (New Mexico) – VEI = 7
• 1.010.000 BP: Mangakino Caldera - Taupo (Nouvelle Zélande) – VEI = 7
• 970.000 BP: Mangakino Caldera - Taupo (Nouvelle Zélande) – VEI = 7
• 840.000 BP : Toba Caldera (Indonésie) - VEI = 8
• 760.000 BP : Long Valley Caldera (eastern California) – VEI = 7
• 640.000 BP : Caldera de Yellowstone – VEI = 8
• 501.000 BP: Toba Caldera, Sunda Arc (Indonésie) – VEI = 7
• 280.000 BP: Haroharo Caldera – Taupo (Nouvelle Zélande) – VEI = 7
• 254.000 – 220.000 BP: Whakamaru (8), Reporoa (7), Maroa (7), Rotorua (7), Taupo (Nouvelle
Zélande)
• 180.000 BP: Santorin – VEI = ?
• 90.000 BP: Mount Aso (Japon) – VEI = 7
10
VEI : indice d’explosivité volcanique. 6 = >10 km3 éjecté – 7 = >100 km
3 éjectés – 8 = > 1.000 km
3 éjectés
10
• 84.000 BP: Lago de Atitlan (Central America Volcanic Arc) – VEI = 7
• 73.000 BC : volcan de Toba – Saunda Arc – VEI = 8
• 70.000 BP: Skaros Caldera (Santotin) – VEI = ?
• 52.000 BP: Maninjau Caldera - Saunda Arc – VEI = 7
• 50.000 BP: Okataina - Taupo (Nouvelle Zélande) – VEI = 7
• 41.500 BP: Kurile Lake ( Kamchatka peninsula (URSS) – VEI = 7
• 24.500 BC : Oranui, Taupo (Nouvelle Zelande) - VEI = 8
• 22.000 BC : Aira Caldera (Japon) - VEI = 8
• 15.000 BC → 16.300 BC : Sarno (Vésuve, Italie) – VEI = 5
• 6440 BC : Kurile Lake, Kamtchatka - VEI = 7
• 5677 BC : Crater Lake, Oregon, USA - VEI = 7
• 4350 BC : Kikai, Japon – VEI = 7
• 3550 BC et 3580 BC : Pinatubo et Taal, Philippines - VEI = 6
• 2420 BC : éruption du Vésuve (Italie) – VEI = 6
• 2040 BC : Long Island, Nouvelle Guinée – VEI = 6
• 1900 BC : Black Peak, Alaska – VEI = 6
• 1890 BC : Mont Hudson (Andes) – VEI = 6
• 1645 BC - 1900 BC : chaîne Aléoutienne, Mont St Helens (USA) – VEI = 6
• 1610 BC : éruption du volcan de Santorin – VEI = 7
• 1050 BC : Pinatubo, Philippines – VEI = 6
• 531 BC à -566 BC : Rabaul, Papouasie-Nouvelle-Guinée
• 250 BC : Raoul Island, Nouvelle Zélande – VEI = 6
• 100 BC : Mount Okmok, Pacifique Nord – VEI = 6
• 50 BC : apoyeque, Amérique Centrale – VEI = 6
• 50 : Ambrym, Pacifique – VEI = 6
• 60 : Mount Churchill, Alaska – VEI = 6
• 79 : Vésuve, Italie – VEI = 5
• 230 : Taupo, Nouvelle Zelande – VEI = 7
• 240 : Ksudach, Kamtchatka - VEI = 6
• 416 ou 535 : Krakatoa – Sunda Arc – Toba (Indonésie) – VEI = 7
• 450 : Ilopango, Amérique centrale, VEI = 6
• 674 : Mont Churchill, Alaska
• 416 ou 535 : Krakatoa, Indonésie VEI = 7
• 800, 710, 540:Dakatauta, Pago, Rabaul, Long Island (Nouvelle Guinée) –VEI = 6
• 930 : Ceroboruco, Mexique – VEI = 6
• 939 : Kalta, Edja (Islande) – VEI = 6
• 969 : Braedu Mountain - Mont Paektu, Balhae (Chine) – VEI = 7
• 1257 : Samalas, Indonésie
11
• 1258 : Mont Rinjani (Indonésie) – VEI = 7
• 1280 : Quilatoa, Andes – VEI = 6
• 1452 : Kuwae, Vanuat (Nouvelles Hébrides) – VEI = 6
• 1477 : Baröarbunga (Islande) – VEI = 6
• 1580 : Billy Mitchell – Iles Salomon – VEI = 6
• 1631 : Vésuve
• 1600 : Huaynaputina (Andes) – VEI = 6
• 1650 : Kolumbo, Santirin – VEI =6
• 1660 : Long Island, Bismark Volcanic Arc (Nouvelle Guinée) – VEI = 6
• 1783 : Laki (Lakagigar), Islande
• 1785 : Grimsvötn, Islande – VEI = 6
• 1792 : Unzen, Japon
• 1815 : Tambora, Indonésie - VEI = 7
• 1835 : Cosigüina, Nicaragua – VEI = 5
• 1883 : Krakatoa, Indonésie – VEI = 6
• 1886 : Mont Tarawera, Nouvelle Zelande – VEI = 5
• 1902 : Santa Maria, Guatémala – VEI = 6
• 1902 : la Soufrière, Saint Vincent (Antilles)
• 1902 : Montagne Pelée, Martinique (Antilles)
• 1912 : Novarupta, USA – VEI = 6
• 1932 : Quizapu, Sud des Andes (Chili)
• 1951 : Lamington, Papouasie (Nouvelle Guinée)
• 1980 : Mont Saint Helens, Washington (USA) – VEI = 5
• 1985 : Nevado del Ruiz, Colombie
• 1991 : Pinatubo, Philippines – VEI = 6
Les raisons de bouleversement climatique sont de trois natures.
1) Pendant la période de fort réchauffement climatique de 245.000.000 à 45.000.000 BP, le
niveau des mers a augmenté de l’ordre de 200 mètres. Ce réchauffement peut s’expliquer
par un effet de serre dû à la libération de méthane par le dégazage rapide du permafrost11
(l'effet de serre du méthane est considéré comme au moins vingt fois plus important que
celui du CO2). En effet, ce permafrost devient instable en se réchauffant. Ces zones peuvent
libérer du méthane qui contribue à réchauffer l'atmosphère. C'est pourquoi le permafrost est
étudié en tant qu'indicateur du réchauffement climatique par un réseau mondial de
chercheurs s'appuyant sur des sondages, des mesures de température et un suivi satellitaire,
à l'initiative du réseau mondial de surveillance terrestre du permafrost12
.
2) D’une part, les éruptions volcaniques donnent lieu à des écoulements de lave, mais aussi
des émissions de poussières qui peuvent atteindre la stratosphère, des gaz volcaniques
dissous (à haute température et haute pression) qui sont riches en vapeur d’eau, de dioxyde
11 Le permafrost désigne la partie d'un sol gelé en permanence, au moins pendant deux ans, et de ce fait
imperméable 12
http://geoscan.nrcan.gc.ca/starweb/geoscan/servlet.starweb?path=geoscan/fullf.web&search1=R=211621
12
de carbone, de dioxyde de soufre, et en moindre quantité, du monoxyde de carbone, du
chlorure d’hydrogène, du sulfure d’hydrogène, de l’hydrogène . Ces émissions de poussières
et de gaz limitent le transfert de chaleur vers la surface du sol et provoquent des « hivers
volcaniques » de plusieurs années, décrits dans de nombreux textes chinois, égyptiens,
romains,13
…
Il devait avoir de 2 à 20 millions d’habitants il y a 72.000 ans, lors de l’éruption du volcan
de Toba (Sumatra). La présence de coulées pyroplastiques fût asphyxiante, mortelle
(comme dans le cas de l’éruption du Vésuve à Naples en 79). Il y eut un "bouleversement
du climat" radical, le soleil étant caché, barré par les "nuages acides". La NASA s'intéressa
elle aussi au problème : sa modélisation numérique menée par Schindel fit ressortir que "
l'augmentation des surfaces enneigées" avait "prolongé le refroidissement même après la
disparition des nuages acides". Au cours de ce que l'on pouvait bien appeler un "hiver
volcanique", sans doute "60% des êtres humains auraient été anéantis".
L’explosion du Krakatoa (1883) a aussi créé les conditions d'un hiver volcanique. Les
quatre années qui suivirent furent inhabituellement froides. La grande éruption de l'Eldgja
en 939 et celle des Lakagígar en 1783 ont entraîné des famines et des épidémies en Europe.
3) Enfin, le climat de la terre est directement influencé par le champ magnétique du soleil,
par le cycle de l’activité solaire (environ 11 ans) et par la position que la terre occupe sur
son orbite autour du soleil. Entre 1650 et 1700 (mini glaciation de Maunder), le champ
magnétique interplanétaire a été réduit d’un facteur 3 et le nombre de taches solaires
approcha zéro. En conséquence, le flux magnétique solaire a chuté d’un facteur 10. La chute
de l’activité solaire devrait donc avoir un impact direct sur la température moyenne de la
planète.
A l’époque carolingienne, les difficultés climatiques ne devraient pas être liées à des
perturbations volcaniques et sont au contraire l'exemple d'une variabilité ordinaire du climat
à cette époque.
Si on se reporte à la dernière glaciation de Würm, on constate que l’éruption du volcan de
Toba a provoqué un bouleversement catastrophique du climat. La Planète a tenté de
reprendre son équilibre à plusieurs reprises :
• réchauffements en 25000 BC pendant 4000 ans (+4°C), puis en 17000 BC pendant
1000 ans et en 14700 BC pendant 2700 ans (+10°C) : on assiste au réchauffement de
Bolling.
• Vient ensuite la période de glaciation du DryasII avec une chute de 3°C (de 13000BC
jusque 10000BC) (Fig. 5).
• La planète se dirige alors vers un nouvel équilibre avoisinant la température moyenne
actuelle, voire supérieure de 1,6°C au maximum holocène entre 7000 et 4000BC (fig
5).
• De 3200 à 2900BC, lors des mini glaciations de Piora I et II, on observe d’étranges
oscillations « the Piora oscillations » avec une avance considérable des glaciers.
• Après un Moyen Age chaud (Optimum Médiéval), l'Europe a connu une période
froide jusqu'au XIXe siècle, le Petit Age glaciaire.
• Entre 900 et 1250, le réchauffement médiéval14
se traduit par une élévation de
température de 0,2°C (fig 5). Ce réchauffement était très perceptible en Valais, dans le
13
Plutarque, Vie de César : « Il y eut aussi l’obscurcissement de la lumière du soleil : toute cette année-là, en
effet, son disque resta pâle ; il n’avait aucun rayonnement à son lever et ne produisait qu’une chaleur faible et
languissante, l’air demeurait ténébreux et lourd parce que la chaleur qui le traversait était trop faible, et les fruits
à demi-mûrs, se gâtaient et pourrissaient avant d’être parvenus à terme, à cause de la fraîcheur de l’atmosphère. »
14 Bernard Debarbieux, La traversée des Alpes : une histoire d'échelles et d'intérêts, d'épousailles et de divorces,
Revue de géographie alpine, 2002 Volume 90 3 pp. 11-24
Réchauffement de Bolling
↓
13
Val d’Herens, où les fermiers préféraient vendre leur bétail dans le Val d’Aoste plutôt
qu’à Sion15
! Le col d’Arolla était alors totalement franchissable par les troupeaux.
Cette pratique a conduit à créer à Aoste la Place des Evolénards !
Fig. 5 : écarts de température par rapport à la moyenne actuelle (Olivier Berruyer, www.les-crises.fr)
Fig. 6 : température moyenne en surface de mer en 3.000 ans
Entre 1450 et 1680, la température moyenne s’abaisse de 0,7 °C (fig. 6). Ce petit âge des
glaces serait dû à une diminution de l’activité solaire. Il faut attendre 1900 pour que la terre
récupère son équilibre thermique et la température moyenne du millénaire (Fig 7).
15
A cette époque, la route de Sion était moins accessible que celle du col d’Arolla.
↑ Glaciation du Dryas II
Maximum Holocène Optimum Médiéval
↓ ↓
Petit âge glaciaire↑
Mini glaciations de Piora ↓
14000BC 12000BC 10000BC 8000BC 6000BC 4000BC 2000BC 0BC 1000 2000
18000BP 16000BP 14000BP 12000BP 10000BP 8000BP 6000BP 4000BP 2000BP 1000BP
Optimum Médiéval ↓
Petit Age Glaciaire ↑
Moyenne sur 3.000 ans
14
Fig. 7 : écarts de température observés entre 1400 et 1950
Fig. 8 : le petit âge glaciaire par P. Breughel
On observe donc dans toutes les situations et après chaque perturbation du climat, que notre
planète s’est réchauffée pour atteindre un équilibre avec une température moyenne de 15°C.
15
4.- Corrélations entre température et dioxyde de carbone.
Il a existé de tous temps une corrélation entre température et concentrations en CO2 (fig 9),
mais il est prouvé que c’est le réchauffement climatique qui provoque une augmentation des
concentrations en CO2 de l’atmosphère.
Fig.9 : corrélation entre température et concentrations en CO2
En analysant ces courbes avec attention, on observe que les variations ce concentrations en
CO2 sont décalées dans le temps par rapport aux élévations de température : il n’y a pas
simultanéité, mais un retard dans les concentrations en dioxyde de carbone (fig 10).
Fig. 10 : décalage entre pics de température et pics de CO2 (PANGEA project)
16
Des enregistrements à haute résolution à partir de sondages dans l’Antarctique ont révélé que
les concentrations en dioxyde de carbone n’ont augmenté que 200 ans après le
réchauffement16
(fig 11).
Fig. 11: Température, dioxyde de carbone et ensoleillement
De plus, en comparant les courbes de variation de température respectivement aux courbes de
concentration en CO2 et d’exposition au rayonnement solaire17
(fig 11), on peut conclure que,
outre les catastrophes planétaires, c’est ce dernier paramètre qui devrait être le mécanisme
moteur de ces changements climatiques. Cet état des choses est confirmé par des mesures
récentes entre 1980 et 2002 (fig 12).
Fig. 12: décalage entre courbes de température et de dioxyde de carbone (Humlum et al 201218
,
presque une année d’écart
16
Hubertus Fischer, Martin Wahlen, Jesse Smith, Derek Mastroianni, Bruce Deck, Ice Core Records of
Atmospheric CO2 Around the Last Three Glacial Terminations, Science 12 Mar 1999: Vol. 283, Issue 5408, pp.
1712-1714 17
AndréL. Berger, 1978: Long-Term Variations of Daily Insolation and Quaternary Climatic Changes. J. Atmos.
Sci., 35, 2362–2367. 18 Humlum, Ole, Stordahl, Kjell, Solheim, Jan-Erik, The phase relation between atmospheric carbon dioxide and
global temperature, Global and Planetary Change (2012), doi: 10.1016/j.gloplacha.2012.08.008, Science
Heresy, November 2012
17
Fig. 13 : variations de concentrations en CO2 en 400.000 ans (Pierre Thomas publié dans Sciences
de la Vie et de la Terre, 2nde, collection Eric Périlleux, Nathan, 2000)-actuellement : 365ppm
Il est indéniable qu’il existe qu’il a toujours existé une certaine corrélation entre température
et concentration en dioxyde de carbone de l’atmosphère, mais ce sont les réchauffements
climatiques qui ont induit les augmentations de concentration en CO2 et non l’inverse.
On observe que pour la période préindustrielle un maximum de concentration en CO2 (300
ppm) est apparu 325.000 ans BP, avec une température moyenne de l’ordre de 3 degrés
supérieure à la température actuelle (Fig 13).
Nous verrons dans la seconde partie comment interpréter la situation après la moitié du XIXe
siècle, dès lors que deux nouveaux acteurs entrent en jeu : en 150 ans, population mondiale a
été multipliée par 7 et la consommation d’énergie multipliée par un facteur 35 (la
consommation d’énergie par tête d’habitant a été en moyenne multipliée par 5)19
.
Le réchauffement climatique du 20ème siècle n’a pas débuté avant 1910. Pourtant, à cette date,
les émissions de CO2 avaient déjà augmenté du fait de l’utilisation du charbon qui fournissait
l’énergie à la révolution industrielle... C’est l’industrialisation d’après-guerre qui a conduit à la
croissance rapide des émissions de CO2 mais, en 1945, quand elle a commencé, la Terre était
dans une phase de refroidissement. Alors que la Terre a connu 32 ans de réchauffement rapide
coïncidant avec une faible hausse des émissions de CO2, suivies de 33 ans de rafraîchissement
lent des températures globales malgré une hausse rapide des émissions globales de CO2, il était
trompeur de la part de l’IPCC d’affirmer que les émissions de CO2 étaient l’élément principal
responsable du réchauffement du 20ème siècle. Aujourd’hui, la Terre se rafraîchit depuis 2002 en
dépit d’une hausse continue et rapide des émissions globales de CO2 (Norm Kalmanovitch).
Pour mieux comprendre ces phénomènes, il faut approcher le bilan thermique de notre
planète, objet de la seconde partie.
19
A. Fontana, La Planète et l’Homme, Working Papers CEB, ULB -- Universite Libre de Bruxelles
http://EconPapers.repec.org/RePEc:sol:wpaper:2013/101480