Au cours du siècle dernier, la température moyenne de la Terre a rapidement augmenté d’environ 1 degré Celsius (1,8 degrés Fahrenheit). Les preuves sont difficiles à contester. Il provient de thermomètres et d’autres capteurs du monde entier.
Mais qu’en est-il des milliers d’années avant la révolution industrielle, avant les thermomètres et avant que les humains ne réchauffent le climat en libérant du dioxyde de carbone piégeant la chaleur des combustibles fossiles?
À l’époque, la température de la Terre se réchauffait-elle ou se refroidissait-elle ?
Même si les scientifiques en savent plus sur les 6 000 dernières années que sur tout autre intervalle multimillénaire, les études sur cette tendance à long terme de la température mondiale se sont avérées conclusions contrastées.
Pour essayer de résoudre la différence, nous avons mené une évaluation complète à l’échelle mondiale des preuves existantes, y compris à la fois des archives naturelles, comme les cernes des arbres et les sédiments du fond marin, et des modèles climatiques. Nos résultats, publié le 15 février 2023suggèrent des moyens d’améliorer les prévisions climatiques pour éviter de manquer certaines rétroactions climatiques importantes, lentes et naturelles.
Le réchauffement climatique en contexte
Les scientifiques comme nous qui étudient le climat passé, ou paléoclimatrecherchez des données de température de loin dans le temps, bien avant les thermomètres et les satellites.
Nous avons deux options : Nous pouvons trouver des informations sur le climat passé stockées dans les archives naturellesou nous pouvons simuler le passé en utilisant modèles climatiques.
Il existe plusieurs archives naturelles qui enregistrent les changements du climat au fil du temps. Les cernes de croissance qui se forment chaque année dans des arbres, stalagmites et coraux peut être utilisé pour reconstruire la température passée. Des données similaires peuvent être trouvées dans glace glaciaire et dans de minuscules coquillages trouvés dans sédiment qui s’accumule avec le temps au fond de l’océan ou des lacs. Ceux-ci servent de substituts, ou de proxys, aux mesures basées sur le thermomètre.
Par exemple, les changements dans la largeur des cernes des arbres peuvent enregistrer les fluctuations de température. Si la température pendant la saison de croissance est trop froide, l’anneau d’arbre qui se forme cette année-là est plus mince que celui d’une année avec des températures plus chaudes.
Un autre indicateur de température se trouve dans les sédiments du fond marin, dans les restes de minuscules créatures océaniques appelées foraminifères. Lorsqu’un foraminifère est vivant, la composition chimique de ses la coquille change en fonction de la température de l’océan. Lorsqu’elle meurt, la coquille coule et est enterrée par d’autres débris au fil du temps, formant des couches de sédiments au fond de l’océan. Les paléoclimatologues peuvent alors extraire des carottes de sédiments et analyser chimiquement les coquilles de ces couches pour déterminer leur composition et leur âge, remontant parfois à des millénaires.
Les modèles climatiques, notre autre outil pour explorer les environnements passés, sont des représentations mathématiques du système climatique de la Terre. Ils modélisent les relations entre l’atmosphère, la biosphère et l’hydrosphère pour créer notre meilleure réplique de la réalité.
Les modèles climatiques sont utilisés pour étudier les conditions actuelles, prévoir les changements dans le futur et reconstruire le passé. Par exemple, les scientifiques peuvent entrer les concentrations passées de gaz à effet de serre, que nous connaissons grâce à informations stockées dans de minuscules bulles dans la glace ancienne, et le modèle peut utiliser ces informations pour simuler la température passée. Les données climatiques modernes et les détails des archives naturelles sont utilisés pour tester leur exactitude.
Les données indirectes et les modèles climatiques ont des forces différentes.
Les procurations sont tangibles et mesurables, et elles ont souvent une réponse bien comprise à la température. Cependant, ils ne sont pas uniformément répartis dans le monde ou dans le temps. Il est donc difficile de reconstituer des températures globales et continues.
En revanche, les modèles climatiques sont continus dans l’espace et dans le temps, mais s’ils sont souvent très habiles, ils ne captureront jamais tous les détails du système climatique.
Une énigme paléo-température
Dans notre nouvel article de synthèse, nous avons évalué la théorie du climat, les données indirectes et les simulations de modèles, en nous concentrant sur les indicateurs de la température mondiale. Nous avons soigneusement examiné les processus naturels qui affectent le climat, y compris les variations à long terme de L’orbite de la Terre autour du Soleilconcentrations de gaz à effet de serre, éruptions volcaniques et la force de l’énergie thermique du soleil.
Nous avons également examiné d’importantes rétroactions climatiques, telles que les changements de la végétation et de la glace de mer, qui peuvent influence la température mondiale. Par exemple, il existe des preuves solides que moins de banquise arctique et plus de couvert végétal existé pendant une période il y a environ 6 000 ans qu’au 19ème siècle. Cela aurait assombri la surface de la Terre, lui faisant absorber plus de chaleur.
Nos deux types de preuves offrent des réponses différentes concernant la tendance de la température de la Terre au cours des 6 000 ans avant le réchauffement climatique moderne. Les archives naturelles montrent généralement que la température moyenne de la Terre il y a environ 6 000 ans était plus chaude de environ 0,7 C (1,3 F) par rapport à la médiane du 19ème siècle, puis refroidit progressivement jusqu’à la révolution industrielle. Nous avons constaté que la plupart des preuves pointent vers ce résultat.
Pendant ce temps, les modèles climatiques montrent généralement une légère tendance au réchauffement, correspondant à une augmentation progressive du dioxyde de carbone à mesure que des sociétés basées sur l’agriculture se sont développées pendant les millénaires après les calottes glaciaires ont reculé dans l’hémisphère Nord.
Comment améliorer les prévisions climatiques
Notre évaluation met en lumière certaines façons d’améliorer les prévisions climatiques.
Par exemple, nous avons constaté que les modèles seraient plus puissants s’ils représentaient plus complètement certaines rétroactions climatiques. Un expérience de modèle climatique qui comprenait une couverture végétale accrue dans certaines régions il y a 6 000 ans a pu simuler le pic de température mondiale que nous voyons dans les enregistrements indirects, contrairement à la plupart des autres simulations de modèles, qui n’incluent pas cette végétation étendue.
Comprendre et mieux intégrer ces retours d’expérience et d’autres sera important alors que les scientifiques continuent d’améliorer notre capacité à prédire les changements futurs.
