L’impact de l’humain sur la Terre réduit une couche entière de l’atmosphère

La stratosphère, la deuxième couche de l’atmosphère lorsque vous montez, est plus mince de 400 mètres qu’elle ne l’était dans les années 1980. Le coupable a été identifié comme étant les émissions de gaz à effet de serre, selon une nouvelle étude qui estime que la stratosphère perdra encore un kilomètre d’ici 2080 si les tendances actuelles d’augmentation des émissions se poursuivent sans relâche. Les auteurs de la nouvelle étude ont prévenu que cela pourrait considérablement entraver les opérations par satellite, la navigation GPS et les communications radio.

Image d’entête : les couches atmosphériques de la Terre, la troposphère (orange-rouge) et la stratosphère (bleu), vues depuis la Station Spatiale Internationale. (NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth)

En raison des importantes quantités de gaz à effet de serre libérées dans l’atmosphère, le système climatique de la planète a été considérablement modifié. La surface de la Terre est aujourd’hui plus chaude d’un degré Celsius, en moyenne, qu’à l’époque de la révolution industrielle, au XIXe siècle. De même, les émissions de carbone absorbées par l’océan l’ont gravement altéré, le rendant plus acide. Le pH des océans est passé de 8,2 à 8,1 depuis la révolution industrielle et devrait encore s’acidifier de 0,3 à 0,4 unité d’ici la fin du siècle.

Le système climatique de la Terre est un tissu complexe de fibres entrelacées, de sorte que les effets peuvent avoir une vaste portée. Les glaciers ont rétréci, la glace des rivières et des lacs se brise plus rapidement, les aires de répartition des plantes et des animaux se sont déplacées et les arbres fleurissent plus tôt.

Mais, alors que le dioxyde de carbone réchauffe la troposphère, la première couche de 20 km de l’atmosphère où se trouvent les humains et tous les autres êtres vivants, il a l’effet inverse sur la stratosphère.

Une augmentation du CO2 refroidit en fait la stratosphère, où les températures ont baissé de 5 à 10 °C au cours des trois dernières décennies. La science du refroidissement de la stratosphère est assez complexe, mais selon le Dr Elmar Uherek de l’Institut Max Planck, l’activité humaine affecte ce phénomène de deux manières principales : l’appauvrissement de la couche d’ozone et l’augmentation du dioxyde de carbone.

Aux hauteurs de la stratosphère, le CO2 favorise la dissipation du rayonnement thermique dans le vide spatial, alors que dans la troposphère, il piège la chaleur. Par conséquent, la stratosphère, qui commence à environ 20 kilomètres de la surface de la Terre à l’équateur et dont l’épaisseur est d’environ 40 kilomètres, se contracte.

Dans une nouvelle étude publiée cette semaine (lien plus bas), une équipe internationale de chercheurs de République tchèque, d’Autriche, d’Allemagne et des États-Unis a quantifié le refroidissement de la stratosphère à l’aide de données recueillies par une petite flotte de satellites depuis les années 1980. Les résultats se sont avérés choquants.

Selon les chercheurs :

Nous montrons ici que cette couche atmosphérique s’est considérablement contractée au cours des dernières décennies, et que le principal moteur de ce phénomène est l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre (GES). À l’aide de données provenant de modèles couplés chimie-climat, nous montrons que cette tendance se poursuivra et que l’épaisseur climatologique moyenne de la stratosphère diminuera de 1,3 km suivant la trajectoire de concentration représentative 6,0 d’ici 2080.

Auparavant, le rétrécissement de la stratosphère était lié à l’appauvrissement de la couche d’ozone, mais cette étude montre qu’en fait, c’est l’accumulation de CO2 qui est à blâmer. Une atmosphère plus fine pourrait affecter les trajectoires des satellites, la propagation des ondes radio et les performances des GPS.

Il est remarquable que les scientifiques découvrent encore de nouveaux effets du changement climatique après toutes ces années. Cela montre à quel point le système climatique de la planète est complexe et suggère qu’il existe peut-être d’autres changements importants que nos émissions infligent à l’atmosphère et que nous ne connaissons pas encore. Le coauteur de l’étude, Juan Antonio Anel, de l’université de Vigo en Espagne, a déclaré que les résultats apportaient de nouvelles preuves que l’activité humaine perturbait « l’équilibre fragile de notre planète ».

À l’avenir, la surveillance de l’épaisseur de la stratosphère pourrait constituer un nouvel étalon pour le suivi du changement climatique.

L’étude publiée dans le journal Environmental Research Letters : Stratospheric contraction caused by increasing greenhouse gases et présentée sur le site de la Faculté de mathématiques et de physique de l’Université Charles : Earth’s Stratosphere has been and will continue contracting.