Blog Club des Argonautes
Actualités scientifiques relatives au changement climatique, à l'océan et à l'énergie des mers.
Les membres du Club des Argonautes souhaitent partager certaines de leurs lectures, reflexions ou discussions. C'est l'objectif des publications de ce blog.
Le Club des Argonautes a été créé en 2003 par des chercheurs et des ingénieurs retraités qui ont contribué des programmes de recherche sur le climat, les océans, l’eau, la biosphère et l’énergie. Ils se réunissent une fois par mois pour discuter les résultats récents de la littérature scientifique, les progrès dans l’observation de la Terre, les avancées techniques et les politiques de réduction ou d’adaptation au changement climatique en cours.
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Propos sur le climat et ses composantes, au Club des Argonautes
Lors de sa création, le Club des Argonautes s’est concentré sur l’explication des mécanismes du climat, et aussi sur les arguments destinés à contrer les déclarations des climatosceptiques. Vingt ans plus tard, le changement climatique est devenu une réalité admise par une très forte majorité, et les invectives des climatosceptiques sont stériles. En témoigne un article paru dans «Climate» (et non pas dans «Journal of Climate!») qui attribue le changement climatique aux variations du rayonnement solaire : cet article, violemment contré par Gavin Schmidt, fera sans doute le buz chez les climatosceptiques dont la motivation principale est : «nous ne voulons pas changer de mode de vie». Le débat n’est donc pas sur la contestation de la science, et le site web des Argonautes va évoluer vers un blog présentant des articles généralement courts, sur des sujets divers liés au climat, et sur des résumés des discussions que nous avons chaque mois, autour des articles récemment parus, des décisions et prises de positions relatives au climat, et des événements climatiques remarquables.
Yves Dandonneau
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Octobre 2024
Cette vidéoconférence a été l’occasion pour les Argonautes de se rendre dans le Gers et d’y recevoir Mr Bezerra, maire de Montréal du Gers, Mr Boison, président de la communauté de communes de la Ténarèze dont le siège est à Condom, et Madame Poggi, directrice générale adjointe de cette communauté de communes. Bernard Pouyaud nous a aussi parlé des structures de concertation en matière d’environnement sur le Plateau de Millevaches. La réunion a donc été en grande partie consacrée au monde rural, au centre d’enjeux climatiques et environnementaux pour lesquels les choix à adopter reposent sur un ensemble de structures complexes, à l’image de la variété des intérêts à gérer, complexité dont nous avons tenté de rendre compte ci-dessous.
Les autres sujets de nos discussions ont été l’association Infoclimat, les racines et la biologie des sols, les séismes et la propagation d’ondes, la dissymétrie chaud/froid des extrêmes de températures, et le déséquilibre énergétique de la Terre de 2000 à 2024.
Montréal du Gers et la communauté de communes de la Ténarèze
La commune de Montréal couvre 6300 ha, essentiellement agricoles avec une dominante viticole ; aujourd’hui, ce sont principalement des grandes propriétés (plus de 100 ha, jusqu’à 500 et plus), beaucoup de petits exploitants ayant disparu. La bascule s’est faite avec l’arrivée des rapatriés d’Afrique du Nord dans les années 60 qui apportaient de nouvelles techniques. Cela s’est accompagné de la disparition des forêts (chênes) et surtout d’une diminution par deux de la population depuis la libération.
Sur le réseau hydrographique de l’Auzoue (affluent de la Baïse, puis de la Garonne), les moulins existent toujours mais ne sont plus exploités ; les endiguements ne sont pas entretenus, cependant les débordements sont contrôlés en particulier par la présence d’un canal de dérivation sur la commune de Fourcès à l’aval qui a permis de limiter l’inondation dans la vallée (Montréal, et en amont). Il reste bien-sûr les évènements extrêmes qui ont des conséquences notables sur la voirie et sur l’érosion des terres agricoles. À ce propos, il n’y a que peu d’agriculteurs qui ont des pratiques anti érosives. On laboure jusque dans les fossés, la plupart des haies ont disparu, les machines sont de plus en plus lourdes (des « boeings ! »).
Mais des discussions ont lieu et des mesures se mettent en place surtout à l’initiative des collectivités. Récemment la prise de conscience à porté sur les espaces boisés en bordure de plans d’eau. De plus la ressource en eau de surface dépend de la redistribution effectuée par le canal de la Neste sur le plateau de Lannemezan (Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne, renommée récemment Rives & Eau du Sud-Ouest). L’approvisionnement en eau du département du Gers ne dépend donc que des Pyrénées. Il faut quand même noter que l’extension de l’agglomération de Toulouse et la centrale nucléaire de Golfech (sur la Garonne à Valence d’Agen) captent une grande partie de cette eau. Il s’y ajoute un nombre important de retenues collinaires. C’est le département qui l’a encouragé dans les années 90 et cela a été facilité par le remembrement. Autrefois, il y avait des mares dans toutes les fermes qui étaient entretenues par les propriétaires. Il n’en est pas de même avec les retenues pour lesquelles les règles administratives sont très contraignantes et rendent les curages insurmontables. Cela conduit à un très important envasement ; certaines ne stockent plus que 25 % de leur volume. « La réglementation empêche l’entretien des retenues ». Bernard Pouyaud fait remarquer que le personnel technique des collectivités s’appuie sur des textes réglementaires nationaux souvent non appropriés pour les conditions locales. C’est un message que les élus ont du mal à faire passer auprès des techniciens. D’autant plus qu’il s’y greffe souvent des blocages au nom de la biodiversité. Lors des curages se pose aussi la question des vases pour lesquelles un site d’accueil doit être défini.
La communauté de communes de la Ténarèze compte 26 communes, soit pas tout à fait 15 000 habitants, dont Condom qui a 6 500 habitants et deux communes de plus de 1 000 habitants (Montréal et Valence sur Baïse). Ces trois agglomérations portent une activité économique au-delà de l’agriculture. Une autre compétence est la voirie, ce qui est lourd dans un milieu très rural. Il s’y ajoute les chemins de randonnée, dont le chemin de St Jacques de Compostelle (branche du Puy en Velay), en lien avec les offices de tourisme et les associations de grande randonnée. La communauté de communes s’occupe aussi de l’environnement et de l’aménagement de l’espace. Le PLUI (Plan Local d’Urbanisme Intercommunal) a été le premier mis en place dans le département du Gers (2005). Il est en lien avec le SCOT (Schéma de Cohérence Territoriale) qui dans le Gers couvre la quasi totalité du département et avec le SRADDET (Schéma Régional d'Aménagement, de Développement Durable et d’Égalité des Territoires). S’y sont rajoutées plus récemment les contraintes ZAN (Zéro Artificialisation Nette) qui limitent la surface constructible à 75 ha pour la CC d’ici 2034, incluant le logement et les industries, et remet en question les prévisions des communes (600 ha étaient envisagés) et va conduire à une modification du PLUI. Une piste est la réhabilitation des logements vacants, ce qui ne correspond pas vraiment à la demande des nouveaux habitants qui veulent plus d’espace, y compris des jardins. Il s’y ajoute un nombre important de résidences secondaires lié à l’exode rural et au vieillissement de la population avec un reclassement des anciens bâtiments de ferme. Parmi les jeunes, les candidats à la reprise des domaines agricoles sont peu nombreux. Cependant, le monde agricole réagit très rapidement face à toutes les contraintes administratives et environnementales. Aujourd’hui les jeunes exploitants sont tous diplômés ; beaucoup sont allés voir ce qui se passait ailleurs et ramènent des idées, pas seulement françaises. C’est un monde en transition rapide. Ces nouvelles idées commencent à percoler dans les structures territoriales. Par exemple sur les aspects énergétiques : le photovoltaïque est un revenu supplémentaire pour les agriculteurs.
Bernard Pouyaud pose la question d’une homogénéité sur ces questions à l’échelle du département en donnant l’exemple de la Corrèze très contrastée entre le nord et le sud qui fait peser le poids du syndicat d’agriculteurs FNSEA sur tout le département alors que dans le nord, les résidents souhaiteraient une autre politique.
Le Gers reste un département essentiellement agricole, même si les productions principales varient selon les territoires. Il y a aussi de belles entreprises dans le Gers qui savent s’adapter : les sous-traitants d’Airbus, mais aussi la fabrication des chaises et de la girouette de ND de Paris ou, sur le territoire de la CC, une entreprise spécialisée dans la construction de châteaux d’eau et de stations d’épuration qui opère dans tout le sud de la France !
La question du climat futur est-elle prise en compte ? Jean Pailleux explique l’existence d’outils développés par Météo-France à destination des communes (DRIAS, Climadiag). Beaucoup de projets existent à l’initiative de l’Europe en particulier pour le développement d’outils donnant des informations sur les événements extrêmes. On évoque aussi le réseau Infoclimat.
Le Parc Naturel Régional du Plateau de Millevaches et les questions environnementales
Le Parc Naturel Régional du Plateau de Millevaches est l’un de ceux créés depuis 1967 dans le but d’asseoir le développement économique et social du territoire, tout en préservant et valorisant le patrimoine naturel, culturel et paysager. Leur politique est mise en œuvre par les élus locaux, et les conseils départementaux et régionaux apportent leurs principaux soutiens financiers. Il est doté d’un Conseil scientifique (20 membres) qui a un droit d’auto saisie et doit aussi répondre aux questions que lui pose le président du Parc. La question lui a été posée de faire le point sur les connaissances scientifiques alors que les têtes des bassins hydrologiques sont de plus en plus affectées par le changement climatique.
Les membres du Conseil Scientifique ont des compétences diverses selon les formations qu’ils ont suivies et les carrières qu’ils ont menées. Le personnel technique du Parc est constitué de gens qui sont au maximum au niveau master et sont étroitement formatés par la formation générale qu’ils ont reçue, peu adaptée aux conditions locales.
Le Plateau de Millevaches est une formation granitique du même âge que le Massif Armoricain. Il s’étend sur trois départements : La Corrèze, la Creuse et la Haute Vienne, tous en Nouvelle Aquitaine, et héberge les têtes de bassin de la Creuse, de la Vienne, de la Vézère, de la Corrèze et des affluents de la Dordogne. Sa pénéplaine s’étend entre 600 et 980 m d’altitude, et n’a pas été couverte de glace par les trois dernières glaciations. Sa climatologie passée est assez bien connue grâce aux pollens conservés dans les tourbières, qui révèlent aussi les successions des modes d’agricultures au cours de l’histoire récente.
À partir de 1950, une décision politique a été de reboiser le pays, et ceci s’est fait principalement avec des résineux (Douglas) qui sont très gourmands en eau toute l’année, et aggravent la tendance actuelle à la sécheresse. Les débits des petits bassins ont nettement décru depuis 1952, et se sont même asséchés complètement en 2019 et 2022 (sans toutefois aller jusqu'à assécher le fond des tourbières). Revenir en arrière se heurte à de fortes réticences parce que la foresterie est devenue l’activité principale du pays. On a coutume de représenter le Plateau de Millevaches comme le château d’eau de la France, mais ce château granitique a une capacité faible, et il arrive maintenant qu’il se vide totalement.
Le Parc n’a aucun pouvoir de police. Il ne peut qu’émettre des avis pour ce qui concerne l’eau, les implantations d’éoliennes, de panneaux solaires etc. Exemple : le Parc a longuement discuté des inconvénients et bénéfices de l’implantation d’éoliennes pendant deux ans, avec plus d’un million d’euros d’enquêtes et d’études, pour finalement mettre un terme aux discussions, l’armée ayant déclaré que ce champ se trouvait dans la mire de ses radars. L’armée avait préalablement donné son accord pour de éoliennes d’une hauteur inférieure à 120 m, mais la rentabilité du champ nécessitait une hauteur d’au moins 150 m.
Le Parc a rédigé et distribué une charte forestière qui promeut les bons usages. Mais les forestiers ont leurs habitudes et ne la respectent pas. Par exemple, pour conserver les sols (et le carbone), il serait bon après l’abattage de laisser les souches en place. Mais ceci gène les engins utilisés pour la replantation, donc pratiquement tous procèdent à un dessouchage. Pour la commodité de conduite des tracteurs dans les pentes, on replante en suivant la ligne de plus grande pente, au lieu de suivre des courbes de niveau, ce qui accroît l’érosion du sol.
La gestion de l’eau sur le Plateau de Millevaches est encadrée par plusieurs documents :
SDAGE : Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux. C’est un document contractuel de la loi française sur l'eau régulièrement renouvelé à l'échelle des "grands bassins hydrographiques". Pour le PNR Millevaches, il y en a deux : Adour-Garonne et Loire-Bretagne.
SAGE : Schéma d’Aménagement et de Gestion des Eaux, pour chaque bassin (Pour le Plateau de Millevaches, bassin de la Vienne, de la Corrèze, et de la Creuse). Il faut environ 10 ans pour monter un SAGE. C’est un document juridique qui s’impose, et qui doit être consulté chaque fois qu’un aménagement ou une décision sont à prendre. Le Parc Naturel du Plateau de Millevaches est lui aussi consulté pour ces prises de décision.
La loi NOTRE (Nouvelle Organisation Territoriale de la République) comprend la procédure GEMAPI (Gestion des Milieux Aquatiques et Prévention des Inondations) qui est confiée aux communautés de communes.
Les départements ont aussi leurs préoccupations : ils négocient un plan départemental de la gestion de l’eau, en cours d’élaboration, dont le domaine ne correspond pas strictement à un bassin versant, se situant selon les cas en amont ou en aval. D’une façon générale, les réserves d’eau se situent en amont, et les enjeux les plus lourds se situent en aval où sont implantées la plupart des activités.
Il y a aussi des ZAN (Zones à Zéro Artificialisation Nette) et des Zones d’Accélération des Énergies Renouvelables qui concernent en partie des zones d’activité agricole. C’est le préfet qui arbitre cette complexité.
Les zones humides sont à protéger. Si on doit y toucher, il faut le faire au minimum, et si on doit malgré tout y intervenir lourdement, il faut compenser les dégâts, c’est à dire créer là où c’est possible un environnement analogue à celui qui a été détruit.
Le Parc Naturel du Plateau de Millevaches a tenté de figurer au classement Ramsar (du nom d’une réserve en Inde), en invitant à en discuter les associations, administrations, tous ceux intéressés par cet environnement. Mais devant la complexité des critères et les atteintes que cela portait aux droits de beaucoup, il a abandonné ce projet.
Le problème des captages d’eau potable : le Parc comprend 124 communes, et l’eau y est en général gérée par des régies communales (à Pérols sur Vézère, 183 habitants, il y a 11 captages, 10 châteaux d’eau, 40 km de tuyaux, et l’eau y a un pH très acide de 4,5).
Le terrain est granitique, ce qui génère des argiles et du sable. L’altération des feldspaths y produit de l’aluminium, et celui ci apparaît en abondance (jusqu’à 9 fois la dose tolérée) quand le niveau des nappes baisse. Il y a peu de contamination chimique, sauf, à signaler, à cause d’une pratique maintenant interdite qui consistait à enrober les racines des jeunes arbres lors des replantations de forêts d’une substance antifungique, qu’on retrouvait ensuite dans l’eau distribuée.
Il y a dans le Parc des petits étangs qui ont été aménagés, et sont très prisés par leurs propriétaires. Leur surface s’échauffe jusqu’à 4°C au dessus de celle des rivières, et sauf aménagement spécial cette eau chaude se déverse vers l’aval. Ces étangs sont aussi la source d’une évaporation accrue. Faire comprendre cela aux propriétaires n’est pas aisé.
Les tourbières étaient avant le réchauffement climatique alimentées surtout par ruissellement. Avec les épisodes de sécheresse qui se manifestent maintenant, elles tendent de plus en plus à n’être alimentées que par la pluie qui tombe sur leur surface, car les sols environnants, une fois secs, absorbent l’eau de pluie et ne ruissellent plus. Résultat : les tourbières régressent, s’assèchent par endroits, et on y voit des pins pousser spontanément.
La notion de continuité écologique est un thème cher aux jeunes employés des services de l’environnement. Bien souvent, ils voudraient restaurer une continuité qui n’a jamais existé. Il y a en Corrèze 600 moulins… qu’ils voudraient supprimer au nom du retour à la nature. Or, dés le moyen âge, il a été aménagé des réseaux de circulation d’eau pour des usages divers, et supprimer cela, qui est intégré dans le paysage depuis si longtemps, est assez vain et contre productif.
La Corrèze a été l’une des premières zones de France à être électrifiée, dès 1920, avec les barrages (Bort-les-Orgues, Vassivières…) qui ont aussi pour rôle de maintenir un stock d’eau indispensable pour le refroidissement de la centrale nucléaire de Civaux sur la Vienne. Rives & Eau, une entreprise spécialisée dans l’aménagement et la sécurisation des ouvrages hydrauliques, est en charge d’un projet récent en Corrèze/Charente/Charente Maritime qui consisterait à réalimenter le bassin de la Charente à partir du haut-bassin de la Dordogne.
La filière bois-énergie, doublement subventionnée (lors de l’abattage et lors de la replantation) s’avère assez catastrophique, les dégâts faits au sol, les transports du bois, annihilant l’avantage en termes de bilan carbone.
Une mine d’informations sur le climat en France : infoclimat
Infoclimat est une association qui rassemble et met à disposition du public des informations météo, en particulier mais pas seulement, celles des 600 stations météorologiques de ses adhérents en France métropolitaine, qui forment un réseau dense et complémentaire de celui de Météo France. Un aspect positif à souligner est que les stations de Infoclimat sont pour la plupart situées à la campagne tandis que celles de Météo France sont souvent en zone urbaine : il y a donc complémentarité entre les deux réseaux plutôt que redondance. Ces 600 stations installées et entretenues par des amateurs font l’objet de contrôles de qualité rigoureux assurant la fiabilité des mesures. De plus, infoclimat a réalisé un site web qui permet un accès très facile aux données de chacune des stations, ainsi qu’à des synthèses variées sur la température, la pluviométrie, l’ensoleillement, ou la pression atmosphérique. Le site permet aussi d’accéder à des données satellite, ainsi qu’à des synthèses climatiques. Ce site remarquable, en particulier grâce aux animations graphiques qu’il propose, a été construit en grande partie par un informaticien très talentueux qui vient de cesser son activité et a été remplacée par un salarié. Le Club des Argonautes envisage de devenir membre de Infoclimat, et d’en devenir « sponsor » en faisant un don.
Les sols vivants, en interaction avec le climat
Avec des épisodes de sécheresse et de canicule de plus en plus intenses et fréquents, les plantes sont souvent touchées par un stress hydrique. Dans les sols, ce sont les racines des plantes qui ont pour tâche d’en extraire l’eau. Ceci est d’autant plus difficile que les sols sont secs, et certaines plantes réussissent mieux que d’autres : c’est un domaine où, par sélection des espèces végétales, ou par modification génétique, on peut obtenir des variétés plus résistantes à la sécheresse. La capacité des racines à fournir de l’eau aux plantes en période de sécheresse, ou à résister au contraire aux inondations, est un sujet de recherche qui a été mis en avant récemment lors d’une séance spéciale de l' Academie d'Agriculture, et lors d’une vidéoconférence de l’IRD sur la santé des sols. Cette dernière repose sur une microfaune et une microflore souterraines indispensables pour restaurer le contenu en carbone organique des sols qui s’est effondré à cause des pratiques agricoles de ces dernières décennies.
Un clin d’oeil : et si on disposait de quelques secondes pour détecter les séismes ?
Lorsqu’une rupture intervient sous l’écorce terrestre, le choc engendré se propage à l’intérieur de la Terre sous la forme et avec la vitesse d’une onde sismique, c’est à dire quelques kilomètres par seconde. Il en résulte aussi une modification de la disposition locale des masses, et nécessairement, une modification du champ de gravité, qui devrait donner naissance à une onde gravitationnelle. Or, cette dernière devrait se propager à la vitesse de la lumière, bien plus vite que l’onde sismique. Si on était capables de détecter cette onde gravitationnelle, et de réagir immédiatement, on aurait quelques secondes d’avance sur l’arrivée du séisme destructeur. C’est peu, mais cela peut suffire pour s’enfuir très vite de sa maison !
Extrêmes de température : qui croît le plus vite, le chaud ou le froid ?
Il semble se confirmer année après année que les températures maximales quotidiennes croissent plus vite que les températures minimales quotidiennes, pour un mois ou une année donnés. Ceci a été vérifié en France, où les stations de Météo-France ont recensé 55 records de froid mensuels contre 2 451 records de chaud sur toute l’année 2023. Janvier 2024, malgré un « épisode hivernal » en début de mois, a connu seulement neuf records de froid contre 170 records de chaud. Attention toutefois à un biais lorsque le domaine d’observation englobe des températures négatives : à 0°C, le gel de l’eau dégage de la chaleur et offre donc une résistance au refroidissement, qui complique l’interprétation des résultats.
Le déséquilibre énergétique de la Terre s’accroît
Le système climatique de la Terre reçoit de l’énergie du Soleil, principalement sous forme de rayonnement visible, et rayonne lui même vers l’espace sous forme de rayonnement infra rouge, et aussi de rayonnement dans le domaine du visible pour la partie réfléchie du rayonnement solaire. La différence, positive, entre les rayonnements entrant et sortant a pour résultat le réchauffement climatique en cours, et est désignée par les termes « déséquilibre énergétique de la Terre ». C’est une quantité difficile à évaluer, en partie en raison de sa très forte variabilité dans le temps, due pour une large part à la variabilité à toutes les échelles de temps de la couverture nuageuse qui réfléchit le rayonnement solaire incident vers l’espace. La figure ci dessous montre sur un même graphique l’évolution depuis 2000 du rayonnement solaire absorbé (c’est à dire le rayonnement solaire incident moins le rayonnement solaire réfléchi vers l’espace), en noir, et du rayonnement infrarouge émis par la Terre vers l’espace, en rouge.
Le déséquilibre énergétique de la Terre est la différence entre ces deux termes. On voit qu’il est très variable, à des échelles de temps supérieures à l’année, mais une augmentation depuis 2000 se dégage nettement. Elle est illustrée ici par la différence entre deux périodes dont la similarité rend possible une comparaison : les épisodes El Niño de 2016 et de 2023, entre lesquels ce déséquilibre est passé en sept ans de 0,81 W/m² à 1,23 W/m².
Un conseil de lecture
« Les métamorphoses de la Terre » par Peter Frankopan.
Du Big Bang à nos jours, notre Terre n’a cessé de se transformer sous les effets des mouvements tectoniques, des variations climatiques, de l’activité du Soleil ou encore des éruptions volcaniques. Comment ces changements ont-ils affecté l’histoire humaine ? Comment notre espèce s’est-elle adaptée à un environnement profondément modifié par les glaciations ou les périodes de réchauffement ? Pour répondre à ces interrogations, Peter Frankopan s’est engagé dans une entreprise majeure et inédite : croiser notre histoire, nos innovations, nos empires, nos périodes de stabilité ou de bouleversements avec l’histoire du climat telle que les découvertes scientifiques les plus récentes peuvent l’établir. À l’heure où, face au défi climatique, notre futur semble plus incertain que jamais, Peter Frankopan nous convie à mieux apprendre de notre passé et transforme profondément notre manière de penser l’histoire du monde.
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- Écrit par : Yves Dandonneau
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C’est fini pour CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation)
Danièle Hauser septembre 2023.
Source NASA
Après 17 ans de mesures en continu, la mission scientifique spatiale CALIPSO (NASA, CNES) a pris fin le 1er août 2023 (Calipso tire sa révérence, CNES - Official end of Calipso science mission, NASA). Ce satellite faisait partie depuis 2006, d’une «constellation» dénommée «A-Train» comprenant, dans le cadre d’une coopération américano-franco-japonaise, les satellites Aqua, Parasol, Cloudsat, Aura, puis GCOM-W1 et OCO-2. La particularité de cette constellation est d’avoir choisi une orbite commune à tous ces satellites, ce qui permet d’obtenir des observations colocalisées et quasiment simultanées sur les nuages, les aérosols, la chimie atmosphérique et d’autres éléments intervenant sur le cycle de l’eau et le bilan radiatif de la terre.
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- Écrit par : Danièle Hauser
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La peur de manquer d'oxygène
Yves Dandonneau - mars 2024
Aurions nous hérité de l’évolution une angoisse de manquer d’oxygène ? On pourrait le croire tant des formules comme « l’océan qui nous fournit la moitié de l’oxygène que nous respirons » ou « l’Amazonie, ce poumon de la planète » font florès dans les médias, suggérant que si ces milieux venaient à être détériorés par l’action humaine, alors, l’oxygène viendrait à nous manquer.
Or, ces deux formules sont fausses : NON ! les océans ne nous fournissent pas 50 % de l’oxygène que nous respirons, mais environ 0 %, et si l’Amazonie produit beaucoup d’oxygène par photosynthèse, elle en consomme à peu près autant par sa respiration et son activité bactérienne. L’oxygène produit annuellement par la photosynthèse, dans les océans comme sur les terres émergées, ne représente qu’une infime fraction (0,03 %) de l’oxygène présent dans l’atmosphère, et est pratiquement consommé en totalité par les processus de respiration et de reminéralisation de la biomasse issue de cette photosynthèse. On peut pourtant craindre que ces croyances erronées soient parfois enseignées dans les écoles.
La photosynthèse, pourvoyeuse d’oxygène
Avant l’apparition de la vie sur Terre, l’oxygène présent dans l’atmosphère était lié au carbone, ces deux éléments formant ce gaz à effet de serre qui nous tracasse tant, le dioxyde de carbone, ou gaz carbonique : le CO2. C’est l’apparition de la photosynthèse, à la base de la vie, qui a permis de dissocier les atomes de carbone et d’oxygène pour former, d’une part la matière vivante, et d’autre part l’oxygène libre :
où C6H12O6 représente un glucide élémentaire, brique de base de la matière vivante.
Dans le monde actuel, les plantes et les algues continuent d’opérer la photosynthèse pour construire leurs tissus, et de libérer de l’oxygène. On estime que la photosynthèse fixe chaque année environ 100 gigatonnes de carbone dans les tissus végétaux, feuilles, troncs, algues, et libère en contrepartie 347 gigatonnes d’oxygène (1), moitié par les algues marines et moitié par les plantes sur les terres émergées. C’est probablement ce partage approximativement à égalité qui suggère que l’océan nous fournirait la moitié de l’oxygène que nous respirons. Notons en passant que l’atmosphère contient environ 1 200 000 gigatonnes d’oxygène, legs des ères géologiques passées, et que la quantité d’oxygène produite annuellement par photosynthèse n’en représente que 0,03 %.
La respiration, consommatrice d’oxygène
Ce n’est là qu’une des deux faces des cycles de l’oxygène et du carbone. L’autre face est la respiration. L’oxygène est en effet indispensable à notre respiration et à celle de tous les autres organismes qui ne possèdent pas la capacité de photosynthèse, et d’un point de vue biogéochimique, la respiration réalise l’inverse de la photosynthèse :
Dans la nature, sur les terres émergées, les plantes croissent et produisent de l’oxygène grâce à la photosynthèse, puis, elles meurent, ou bien les feuilles des arbres tombent et pourrissent, et au bout d’un temps variable, d’un an pour les feuilles à cent ans ou davantage pour les troncs d’arbres, la totalité de la biomasse élaborée est consommée et le carbone qu’elle avait fixé revient à l’atmosphère sous forme de gaz carbonique. Il a fallu pour cela alimenter les réactions de respiration avec une quantité d’oxygène égale à celle qu’avait produit la photosynthèse lors de la constitution de cette biomasse. Il en était autrement à l’ère primaire qui nous a légué des gisements de charbon, de pétrole et de gaz, mais les écosystèmes modernes ne produisent plus de carbone fossile comme c’était alors le cas (à quelques exceptions près, dont le rôle est mineur, comme les tourbières).
Il en va de même en mer, où le phytoplancton et le zooplancton finissent en débris qui sont dégradés par des bactéries au cours de leur chute vers la profondeur : tout l’oxygène produit par photosynthèse durant la croissance du phytoplancton est indispensable pour cette dégradation. Les mécanismes en jeu pour l’oxygène dans les océans diffèrent toutefois de ceux des écosystèmes terrestres: les océans ne peuvent pas contenir d’oxygène au-delà de la solubilité de ce gaz. La couche supérieure de l’océan, éclairée et apte à la photosynthèse, est saturée en oxygène, de telle sorte que l’oxygène issu de la photosynthèse est en sursaturation et s’échappe dans l’atmosphère :
est-ce là qu’il faut chercher « la moitié de l’oxygène que nous respirons » ?
Non, car dans certaines régions, et notamment aux hautes latitudes quand la mer se refroidit et que le faible éclairement est insuffisant pour la photosynthèse, la solubilité de l’oxygène dans l’eau augmente, et l’océan absorbe autant que ce qu’il a émis par photosynthèse. Un travail publié en 1992 a bien montré que le bilan des échanges d’oxygène de l’océan vers l’atmosphère avant l’ère industrielle était positif en été, négatif en hiver, et nul en bilan annuel.
Qu’il s’agisse des océans ou des écosystèmes terrestres en général, et de l’Amazonie en particulier, dans l’histoire récente, la quantité d’oxygène présente dans l’atmosphère est donc restée stable. Qu’en est il avec le changement climatique ?
Changement anthropique et oxygène
L’atmosphère terrestre contient environ 1 200 000 gigatonnes d’oxygène. Un effet immédiat de la combustion du carbone fossile que nous utilisons pour satisfaire nos besoins en énergie est une consommation d’oxygène : au rythme actuel, nous brûlons chaque année environ 10 gigatonnes de carbone fossile et cette combustion utilise 27 gigatonnes d’oxygène. Ce n’est pas anodin, mais il faudrait des milliers d’années avant que la concentration en oxygène baisse de façon sensible.
Un des effets de l’augmentation du gaz carbonique dans l’atmosphère est une stimulation de la croissance des végétaux, et donc une production accrue d’oxygène par photosynthèse. Malgré cela, sous la pression des activités humaines, la forêt amazonienne est depuis quelques années en diminution. Supposons, catastrophe absolue, que l’ensemble de la végétation terrestre prenne feu : elle représente environ 600 gigatonnes de carbone sous forme organique, et sa combustion nécessiterait donc de l’ordre de 1600 gigatonnes d’oxygène. Dans ce scénario extrême, on voit que la concentration en oxygène de notre atmosphère en serait peu affectée. L’image d’une Amazonie qui serait le « poumon » de la planète n’est donc pas réaliste.
En mer, un tel scénario catastrophe n’est pas imaginable : la mer ne prendra pas feu. Imaginons toutefois une oxydation lente et totale de toute la matière organique, vivante ou morte, en particules ou dissoute, dont l’abondance est un peu supérieure à celle de la biomasse des terres émergées : cela nécessiterait une quantité d’oxygène plus importante, mais là aussi, très loin de pouvoir faire sensiblement baisser la concentration en oxygène de l’atmosphère.
Au contraire, le réchauffement a pour conséquence une diminution de la solubilité des gaz dans les océans, et en particulier de l’oxygène : les océans perdent donc actuellement un peu d'oxygène au profit de l’atmosphère, ce qui constitue une menace non pas pour notre respiration, mais pour celle des organismes marins pour lesquels le manque d’oxygène en profondeur est critique dans certaines régions.
L’homme est très imprudent dans ses activités, mais en ce qui concerne la disponibilité de l’oxygène dans l’atmosphère, nous pouvons respirer tranquilles : il y a suffisamment d’oxygène dans l’atmosphère pour que, photosynthèse à l’arrêt, nous puissions encore respirer pendant plusieurs milliers d’années, et les dégâts que nous causons à l’environnement ne conduiront donc pas à un manque. Les océans ne fournissent pas la moitié de l’oxygène que nous respirons. Quant à l’Amazonie le qualificatif de « poumon » qui lui est souvent attribué (abusivement puisque le rôle des poumons est d’absorber de l’oxygène et de rejeter du gaz carbonique ), n’est pas du tout justifié.
(1) Les calculs réalisés ici sont basés sur les estimations suivantes : |
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Coup de chaud sur l’été boréal de 2023
Yves Dandonneau Août 2023
L’été 2023 de l’hémisphère nord semble marquer un saut brutal dans l’évolution du climat, tant les canicules et incendies y ont été nombreux et intenses. Si certains événements récents ont pu contribuer à cette situation qui nous paraît extrême, le réchauffement climatique et la variabilité interannuelle du climat suffisent à expliquer ce brusque réchauffement qui nous annonce dans quel monde nous vivrons dans quelques années.
Après la crainte en France que la sécheresse de l’hiver 2022-2023 se poursuive durant tout l’été et conduise à de graves pénuries d’eau, les catastrophes climatiques et les records de température se sont multipliés dans le monde au mois de juin et de juillet :
- canicule en Europe du sud et de l’est,
- inondations en Inde au Pakistan et à Pékin,
- pluies torrentielles au nord-est des États Unis et températures record au sud-ouest,
- chaleur extrême et sécheresse en Uruguay, en Chine continentale, en Afrique du nord et au Moyen-Orient,
- gigantesques feux de forêt au Canada,
- inondations en Corée, en Chine, au Japon et aux Philippines.
Moins sensible pour nous mais non moins alarmant, la température moyenne à la surface des océans a augmenté rapidement depuis le début de 2023 et atteint elle aussi des niveaux record, notamment dans l’Atlantique nord. Une telle avalanche de conditions extrêmes signifie-t-elle que le climat s’emballe et échappe aux prévisions, ou bien tout cela est il explicable et conforme aux connaissances actuelles ?
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Sixième rapport du GIEC: publication du groupe III - Comment répondre au changement climatique ?
Raymond Zaharia
En 2007, le 4ème rapport du GT I du GIEC, (sur les bases scientifiques de l'étude de la perturbation en cours du climat), démontrait que les émissions anthropiques dans l’atmosphère (gaz carbonique & autres gaz à effet de serre), étaient bien la cause d’un réchauffement du climat.
Les cinquième (2014) et sixième (2021) rapports de ce groupe ne font que confirmer et préciser les détails du changement climatique en cours, et d’en affiner les prévisions, régionalement et selon nos comportements futurs.
Conformément à ces avertissements répétés, un grand nombre de pays ont ratifié en 2016 l’accord de Paris, dans lequel ils s’engagent à faire en sorte que la température de surface en moyenne globale (la TSMG... dans la suite), ne dépasse pas de plus de 2°C, voire même de plus de 1,5°C, ce qu’elle était avant l’ère industrielle.
Depuis 2018, le GIEC a publié divers rapports, notamment celui montrant les différences entre un monde à + 1,5°C, et un monde à + 2°C. Tandis que le premier n'est pas très différent de celui que nous connaissons aujourd'hui, le monde à + 2°C est un monde dans lequel de vastes régions du globe sont devenues inhabitables, en raison notamment de submersions littorales, d’inondations ou de sécheresses prolongées, ou en raison d'une chaleur humide en zone tropicale incompatible avec la santé des habitants :
"Chaque dixième de degré compte" selon Valérie Masson Delmotte, Co-Présidente du GT I.
Malgré ces avertissements, nos émissions dues aux combustibles fossiles se poursuivent, à un rythme élevé, et si elles tendent à se stabiliser depuis 2015 aux environs de 35 GtCO2, (c. à d. 35 milliards de tonnes de CO2) par an, une décroissance ne s’est pas amorcée en dépit de la crise due à la pandémie de COVID 19.
Pourtant, les nombreux articles scientifiques revus et validés par leurs reviewers avant publication obéissent aux lois de la physique: tout esprit rationnel ne peut douter de la réalité des processus décrits et de leurs conséquences, que les observations récentes ne cessent de confirmer.
En plus de ce premier groupe de travail dédié aux aspects scientifiques du changement climatique, le GIEC comprend deux autres groupes qui se concentrent sur les aspects économiques:
l’un consacré aux impacts, à la vulnérabilité et à l’adaptation au changement climatique, et l’autre aux aspects économiques de l’atténuation de ce changement.
Lorsqu'ils traitent de questions économiques et sociales, les travaux de ces groupes relèvent surtout des sciences humaines, et non des sciences "dures" (mais pas... "in-humaines" !), qui régissent les mouvements et les échanges de chaleur dans le système climatique.
Il ne faut en rien y voir une supériorité des secondes sur les premières, mais simplement reconnaître la difficulté d'adapter le vivre ensemble des êtres humains aux lois intangibles de la physique.
Les rapports des GT II & III paraissent quelques mois après ceux du GT I. En 2007 comme en 2014, ils ont été beaucoup moins commentés par les médias à destination du grand public.
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- Écrit par : Raymond Zaharia
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Radars de précipitation : étranges rayons de vélo
Pierre Chevallier et Jean Pailleux - août 2023
En examinant régulièrement le signal radar de précipitation fourni par le site météorologique windy.com sur une zone situé à l’ouest de Toulouse, nous nous sommes aperçus qu’assez fréquemment un étrange signal fixe et parfaitement linéaire apparaît, alors que le ciel est clair, sans précipitation ou annonce de précipitation :
Copie d’écran : windy.com, le 4 avril 2023 à 9h22.
En élargissant l’échelle on s’aperçoit que l’origine de cette anomalie se trouve en Espagne avec l’apparition de signaux semblables à des rayons de vélo centrés sur les radars de Saragosse, Valence et Majorque.
Copie d’écran : windy.com le 18 avril 2023 à 11h51
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- Écrit par : Pierre Chevallier et Jean Pailleux
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