Introduction
Le réchauffement climatique est aujourd’hui un fait scientifiquement établi : la température moyenne à la surface du globe a augmenté d’environ 1,1 °C depuis la fin du XIXe siècle. Mais quelles en sont les causes ? L’élévation des températures résulte-t-elle de processus naturels, ou bien est-elle due aux activités humaines ? La réponse à cette question est centrale, car elle conditionne les choix de société à venir et le degré de responsabilité collective.
Dans cette leçon, nous allons montrer comment les scientifiques parviennent à distinguer les causes naturelles et anthropiques (d’origine humaine) du changement climatique, en s’appuyant sur des observations, des données paléoclimatiques et des modèles numériques. L’objectif est de comprendre pourquoi la communauté scientifique s’accorde aujourd’hui à attribuer l’essentiel du réchauffement récent à l’action humaine, en particulier à l’émission de gaz à effet de serre issus de la combustion des énergies fossiles.
La variabilité naturelle du climat
Le climat terrestre n’a jamais été parfaitement stable. Au cours des derniers 800 000 ans, la planète a connu une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires, avec des variations de température de plusieurs degrés. Ces variations sont dues à des facteurs naturels :
les cycles de Milankovitch, qui modifient l’orbite et l’inclinaison de la Terre, influençant l’ensoleillement reçu par les pôles.
l’activité solaire, qui varie légèrement sur des cycles de 11 ans ou plus.
les grandes éruptions volcaniques, qui peuvent injecter des aérosols dans la stratosphère et refroidir temporairement la planète en réfléchissant une partie de la lumière solaire.
Cependant, ces causes naturelles n’expliquent pas l’augmentation rapide et continue de la température moyenne observée depuis le milieu du XXe siècle. Les reconstructions du climat passé, obtenues notamment à partir des carottes glaciaires, montrent que les variations de température passées s’étalaient sur des milliers d’années, et non sur quelques décennies, comme c’est le cas aujourd’hui.
À retenir
Le climat a toujours connu des variations naturelles, liées à l’orbite terrestre, au Soleil ou au volcanisme.
Ces variations s'étendaient sur plusieurs millénaires, et non sur quelques décennies comme aujourd’hui.
Les causes naturelles ne suffisent pas à expliquer l’ampleur et la rapidité du réchauffement actuel.
L’empreinte des gaz à effet de serre
L’atmosphère terrestre contient des gaz à effet de serre (GES), comme la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄) ou le protoxyde d’azote (N₂O). Ces gaz absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre et contribuent à maintenir une température moyenne compatible avec la vie. Sans atmosphère, et en supposant un équilibre radiatif simple, la température moyenne terrestre serait d’environ –18 °C, contre +15 °C avec les GES naturels.
Depuis la révolution industrielle, les concentrations de ces gaz ont fortement augmenté :
le CO₂ est passé d’environ 280 ppm (parties par million) à plus de 420 ppm aujourd’hui.
le méthane a plus que doublé.
le protoxyde d’azote a lui aussi fortement progressé.
Ces augmentations sont directement liées à des activités humaines : combustion du charbon, du pétrole et du gaz, agriculture intensive, élevage, déforestation, urbanisation, artificialisation des sols, etc. De plus, les analyses isotopiques du carbone montrent que le CO₂ d’origine fossile est pauvre en carbone ¹³ et dépourvu de carbone ¹⁴, ce dernier étant absent des combustibles fossiles en raison de leur ancienneté (plus de 50 000 ans, au-delà de la limite de la datation par radiocarbone). Cette absence n’est pas une signature isotopique au sens strict, mais un indice fiable de l’origine fossile du carbone.
À retenir
Les gaz à effet de serre sont indispensables à la vie, mais leur augmentation actuelle rompt l’équilibre thermique de la Terre.
Le CO₂ issu des combustibles fossiles est pauvre en ¹³C et dépourvu de ¹⁴C, ce qui atteste de son origine humaine.
L’intensification des activités humaines a provoqué une hausse rapide des concentrations de GES.
Ce que montrent les modèles climatiques
Les modèles climatiques permettent de simuler l’évolution du climat à partir des lois physiques connues. Pour déterminer l’origine du réchauffement, les scientifiques ont comparé deux types de simulations :
un scénario ne prenant en compte que les facteurs naturels (activité solaire, éruptions volcaniques) ;
un scénario combinant les facteurs naturels et les influences humaines (émissions de GES, aérosols, déforestation, etc.).
Les résultats sont sans appel : seul le scénario intégrant les facteurs anthropiques reproduit fidèlement l’évolution des températures mesurées depuis 1950. Lorsque les modèles n’intègrent que les forçages naturels, la température simulée reste quasiment stable ou légèrement variable.
Ces expériences ont été menées dans le cadre de programmes internationaux mobilisant plusieurs modèles indépendants, selon une approche dite multi-modèles. Cette méthode garantit une robustesse accrue des résultats : lorsque plusieurs modèles, construits par des équipes distinctes, convergent vers les mêmes tendances, la fiabilité des conclusions s’en trouve renforcée.
À retenir
Les modèles climatiques montrent que le réchauffement actuel ne peut être expliqué sans les activités humaines.
Seules les simulations incluant les émissions humaines correspondent aux observations.
L’utilisation d’un ensemble de modèles indépendants renforce la validité des résultats.
Des conséquences visibles et mesurables
Les effets du réchauffement sont d’ores et déjà observables à l’échelle mondiale. Ils affectent l’atmosphère, les océans, les glaces et la biosphère :
hausse du niveau des mers, due à la dilatation thermique des océans et à la fonte des glaciers continentaux.
réduction accélérée de la banquise arctique, dont la surface estivale a diminué de moitié depuis 1980.
événements extrêmes plus fréquents, comme les vagues de chaleur, les précipitations intenses ou les sécheresses.
acidification des océans, provoquée par la dissolution du CO₂ dans l’eau de mer.
modifications des écosystèmes, avec des déplacements d’espèces et des déséquilibres dans les chaînes alimentaires.
Ces phénomènes confirment les prévisions des modèles climatiques, établies depuis plusieurs décennies.
À retenir
Le réchauffement est déjà mesurable dans tous les compartiments du système climatique.
Ses effets visibles confirment la validité des projections établies depuis les années 1980.
Ces changements ont des conséquences majeures sur les écosystèmes et les sociétés humaines.
Conclusion
Le réchauffement climatique actuel ne peut s’expliquer par les seuls mécanismes naturels connus. Il résulte clairement de l’augmentation des gaz à effet de serre d’origine humaine, notamment ceux émis par la combustion des énergies fossiles. Cette conclusion repose sur une convergence rigoureuse de données empiriques, d’analyses chimiques précises, de simulations numériques et de reconstructions historiques.
Reconnaître cette origine anthropique du réchauffement, c’est assumer une responsabilité collective, mais aussi prendre conscience des leviers d’action à notre portée pour freiner cette évolution. Comprendre les causes du dérèglement est un préalable essentiel à toute stratégie efficace d’atténuation ou d’adaptation.