De nouvelles recherches suggèrent que le refroidissement des pôles de 2 °C et la reconstitution de l’Arctique et de l’Antarctique sont « réalisables à un coût relativement faible avec des technologies classiques », en utilisant l’Injection stratosphérique d’aérosols de particules réfléchissant la chaleur et concentrées sur les pôles. Les effets secondaires pourraient être redoutables et la démarche politique quasi-impossible, mais ce plan offre un moyen de ralentir, voire d’inverser, l’élévation catastrophique du niveau de la mer prévue avec l’effondrement des glaces polaires.

Image d’entête : un iceberg tabulaire flottant dans Paradise Harbour, en Antarctique. (IOP)

l’Injection stratosphérique d’aérosols (ISA) est une idée extrêmement controversée, inspirée par les effets de refroidissement qui ont tendance à suivre les grandes éruptions volcaniques. Ces événements naturels éjectent de grandes quantités de poussière, de cendres et souvent de dioxyde de soufre dans l’air. Les deux premiers créent un effet d’ombre qui entraîne un refroidissement de courte durée pendant quelques heures, mais le dioxyde de soufre a tendance à s’élever dans la stratosphère, où il se combine avec les molécules d’eau pour créer des particules d’acide sulfurique, et il peut y rester jusqu’à 3 ans, réfléchissant le rayonnement solaire et provoquant un refroidissement de longue durée de la surface.

L’idée de l’ISA est donc de charger des avions avec du dioxyde de soufre et de le pulvériser dans l’atmosphère à haute altitude, imitant ainsi l’effet de refroidissement d’un volcan. Jusqu’ici, tout va bien. Il faut savoir que l’acide sulfurique finit par quitter l’atmosphère en se combinant en gouttelettes de plus en plus grosses qui finissent par devenir suffisamment lourdes pour retomber sur terre sous forme de pluies acides, ce qui, comme vous pouvez l’imaginer, n’est pas très bon pour les plantes, les poissons ou les animaux. Et tous les oxydes de soufre sont désagréables à respirer, ils endommagent les poumons et provoquent de l’asthme et des bronchites s’ils sont inhalés régulièrement.

Jusqu’à présent, la plupart des recherches et des modélisations de l’ISA se sont concentrées sur le déploiement de ces aérosols dans le monde entier. Mais un nombre croissant de scientifiques commencent à envisager de le faire uniquement aux pôles Nord et Sud. L’Arctique et l’Antarctique ressentent les effets du changement climatique bien plus que le reste du monde à ce stade. Ils se réchauffent plusieurs fois plus rapidement que la moyenne mondiale, entraînant l’effondrement et la fonte de structures glaciaires colossales. Tous les modèles climatiques tiennent compte de l’augmentation du niveau des mers qui en résultera et qui aura des effets catastrophiques dans le monde entier.

Il est évident qu’aucun scientifique ne souhaite remplir l’air de soufre, arroser les derniers ours polaires et pingouins/ manchots de pluies acides ou donner aux émetteurs de carbone des excuses pour ne pas corriger leur comportement. Mais face à notre trajectoire actuelle, selon laquelle la glace de mer d’été dans l’Arctique disparaîtra plus ou moins d’ici 2050 ou avant, l’humanité se trouve entre le marteau et l’enclume. Toutes les options doivent être sur la table, évaluées et, dans une certaine mesure, prêtes à être mises en œuvre suffisamment tôt pour faire la différence.

La recherche sur l’ISA progresse donc rapidement, et sa concentration aux pôles, une approche appelée “déploiement subpolaire (subpolar deployment), pourrait donner de meilleurs résultats pour beaucoup moins d’argent et de pluies acides qu’un modèle mondial. De précédentes recherches ont indiqué que le printemps et le début de l’été sont probablement les saisons les plus propices à ce déploiement, et que le fait de ne le faire qu’à un seul pôle pourrait avoir des effets asymétriques sur le climat mondial.

Une nouvelle étude, réalisée par un large éventail de contributeurs, examine ce à quoi pourrait ressembler un programme ISA bipolaire visant à « regeler » l’Arctique et l’Antarctique, ce qu’il coûterait et quelles seraient les manques en matière d’équipement et de technologie.

L’étude propose un objectif nominal de refroidissement des pôles Nord et Sud de 2 °C, notant que les températures arctiques ont déjà augmenté de plus de 3 °C au cours des 50 dernières années. Elle propose que des pulvérisations d’aérosols soient effectuées aux 60e parallèles, soit à peu près aux latitudes d’Oslo, d’Helsinki, d’Homer, en Alaska, et de Magadan, en Sibérie, dans l’hémisphère nord, et au niveau de la pointe sud de la Patagonie, dans l’hémisphère sud. À ces latitudes, il est possible d’effectuer le travail à moindre coût, puisque la troposphère se trouve à une altitude plus basse et que nos avions n’ont pas à voler aussi haut. Cette étude a choisi une altitude de 13 km (42 600 pieds). Les particules libérées dériveraient lentement vers les pôles, concentrant ainsi leurs effets.

60^e parallèle nord. (nz_willowherb/ Flickr)

Pour atteindre un résultat de 2 °C, le plan prévoit d’injecter 6,7 téragrammes (6,7 milliards de kg) de dioxyde de soufre par an à chaque pôle, soit un total de 13,4 téragrammes (13,4 milliards de kg) de substances par an.

L’étude se penche ensuite sur la logistique et constate que les avions actuels ne peuvent pas transporter une charge utile suffisante à une hauteur suffisante pour accomplir la tâche. Les avions militaires de ravitaillement en vol sont ce qui s’en rapproche le plus, mais ils ne peuvent atteindre les altitudes cibles sans réduire considérablement leur charge utile. Le McDonnell Douglas KC-10 Extender, par exemple, peut atteindre la zone de pulvérisation avec une charge utile de 58 400 kg, mais cela ne représente que 22 % de la charge utile pour laquelle il a été conçu, ce qui représente un excédent de poids important à chaque vol.

L’étude propose à la place un “stratosprayeur” spécialement conçu, appelé SAIL-43K, une version déclassée d’un avion précédemment prévu pour effectuer des missions IAS plus élevées près de l’équateur. Cet appareil transporterait une charge utile de 76 190 kg à chaque mission, mais sa masse au décollage serait inférieure de 35 000 kg à celle du KC-10.

A partir de l’étude : un “stratosprayeur” hypothétique, appelé SAIL-43K. (Wake Smith et col./ Environmental Research Communications)

Pour parvenir à l’objectif de refroidissement, ce projet nécessiterait 125 SAIL-43K spécialement construits, effectuant un total de 1 458 missions par jour pendant la période d’injection de quatre mois à chaque pôle. Ces avions décolleraient, monteraient pendant 30 minutes, évacueraient toute leur charge de dioxyde de soufre en deux minutes, puis redescendraient pendant les 30 minutes suivantes, et passeraient l’heure suivante à se recharger et à faire le plein pour la mission suivante.

Dans l’hémisphère nord, il existe de nombreux terrains d’aviation adaptés à ce type d’opérations, la quasi-totalité du 60e parallèle est terrestre. Dans le sud, les choses sont un peu plus délicates, car il n’y a vraiment que quelques aérodromes en Patagonie méridionale avec des pistes appropriées. Ceux-ci sont situés à des latitudes plus proches de 54°, mais l’équipe calcule qu’elle obtiendra de meilleurs résultats en évacuant le dioxyde de soufre à cette latitude qu’en volant 910 km (490 miles nautiques) vers le sud pour atteindre le 60°.

Ces aéroports devraient être modernisés pour pouvoir gérer un total de 110 opérations par heure, soit un peu plus que l’aéroport le plus fréquenté du monde actuellement. Il s’agirait d’une entreprise colossale dans l’hémisphère sud, car il y a très peu de terrains d’aviation en Patagonie. Cet énorme travail de construction d’infrastructures devrait prendre à peu près autant de temps que le développement et la fabrication de 125 avions, soit environ 15 ans après la décision de poursuivre le projet. En soi, ce n’est pas une partie rapide ou compliquée du processus, et cela nécessiterait une certaine forme d’accord mondial sur un plan qui affecterait de manière disproportionnée les personnes vivant sous les latitudes en question.

En termes d’argent, le « coût relativement faible » de ce projet serait d’environ 10,5 milliards d’euros (11 milliards de dollars de 2022) par an, selon l’équipe. Cela peut sembler beaucoup, mais c’est environ un tiers du prix d’un effort mondial d’ISA ayant le même objectif de refroidissement, et les chercheurs notent que :

Par rapport à d’autres stratégies possibles pour combattre les impacts ou les causes du changement climatique, l’ISA reste extraordinairement peu coûteux.

Bien que calibré pour faire baisser les températures polaires de 2 °C et commencer à regeler la glace de mer aux pôles, ce projet aura un certain nombre d’effets secondaires indésirables. Les chercheurs notent que les composés soufrés ajoutés à la stratosphère peuvent avoir un impact sur les concentrations d’ozone par le biais d’un certain nombre d’effets différents, et peuvent donc ralentir ou inverser la récupération du trou d’ozone en Antarctique. Ils notent que les effets des téragrammes (10⁹ kilogrammes) de dioxyde de soufre et des dépôts de pluies acides associés sont risqués à la fois pour les humains et pour l’écosystème au sens large, ce qui nécessite de nombreuses recherches supplémentaires. Elle prévoit également un réchauffement de la stratosphère.

En outre, les avions eux-mêmes ne peuvent fonctionner qu’en brûlant du kérosène, selon les technologies actuelles. Ce problème, auquel s’ajoutent les émissions liées à la mise en place de toutes les infrastructures nécessaires au sol et les émissions liées à la préparation du dioxyde de soufre, signifie qu’un programme ISA polaire aurait une empreinte carbone assez importante, même si cela ne représenterait qu’une augmentation « marginale » des émissions globales du secteur de l’aviation.

Néanmoins, les chercheurs concluent que :

Même s’il reste à établir que les impacts physiques ou sociétaux de tout programme ISA s’avéreraient positifs, il semble clair qu’un programme axé sur le refroidissement substantiel des régions polaires et subpolaires du monde serait logistiquement réalisable. Cela pourrait arrêter et probablement inverser la fonte de la glace de mer, de la glace terrestre et du pergélisol dans les régions les plus vulnérables de la cryosphère de la Terre. Cela permettrait à son tour de ralentir considérablement l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.

Donc, en résumé : oui, nous pouvons regeler les pôles, tout en minimisant les risques pour l’essentiel de l’humanité et de l’agriculture. Mais il faudrait que le monde entier s’accorde à dire que l’élévation du niveau de la mer est est pire que les effets d’un programme ISA massif, en particulier pour le 1% de la population qui vit dans les zones où les effets seront concentrés.

Selon Wake Smith, auteur principal de la nouvelle étude :

Le déploiement d’aérosols pour refroidir la planète suscite une appréhension générale et raisonnable. Mais si l’équation risque/ bénéfice devait être payante quelque part, ce serait aux pôles. Bien que cela puisse changer la donne dans un monde qui se réchauffe rapidement, les injections d’aérosols stratosphériques ne font que traiter un symptôme du changement climatique, mais pas le mal sous-jacent. C’est de l’aspirine, pas de la pénicilline. Ce n’est pas un substitut à la décarbonisation.

L’étude publiée dans Environmental Research Communications : A subpolar-focused stratospheric aerosol injection deployment scenario et présentée sur le site de l’Institute of Physics : Refreezing poles feasible and cheap, new study finds.

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