Représentation des phénomènes qui nous entourent

Au cours de cette partie nous utiliserons largement les courbes, les graphiques et les schémas qui sont des moyens très parlants de mettre des phénomènes en évidence comme l'évolution de la démographie, des variations de température, ou l'illustration de tout phénomène quantiable.

Représentation de l'augmentation de la population humaine

Les gures 1 et 2 représentent l'augmentation de la population humaine des premiers temps de l'humanité à nos jours6_{, à des échelles diérentes. Nous ne les avons pas}

superposées pour que la lecture en soit facilitée ; on constate le parallélisme évident qui existe entre elles. Elles représentent l'accroissement de la population humaine à la surface de la terre depuis le début de l'humanité jusqu'à nos jours. Elles ont été obtenues en regroupant deux méthodes de calcul, l'une basée sur les travaux des géologues, des paléontologues, des historiens, l'autre basée sur des statistiques connues depuis 1850. Le fait remarquable, à souligner, est l'accroissement exponentiel de la population à partir du début de l'ère industrielle et des premières découvertes médicales importantes. On attribue les indentations visibles sur les courbes de population à des phénomènes qui peuvent être des périodes plus froides (glaciations), des épidémies, une diminution des ressources alimentaires qui auraient entraîné soit une diminution de la natalité, soit des décès prématurés7_.

Eet de serre, augmentation de la concentration en GES

Les gaz à eet de serre8 _{ont pour propriété d'absorber les rayons infrarouges et en}

conséquence d'échauer l'atmosphère (gure 3). Les plus importants (actifs par leur masse) sont : l'ozone, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau, le méthane, le protoxyde d'azote. Que leurs concentrations augmentent et l'atmosphère piègera plus de chaleur et s'échauera. C'est bien ce qui semble se passer actuellement. Les activités humaines, par la combustion des réserves carbonées fossiles (charbon et pétrole) du bois, augmentent la quantité de gaz carbonique atmosphérique. Les industries et l'agriculture produisent des émissions importantes de méthane, et d'oxydes d'azote, ainsi que des composés soufrés.

Les variations climatiques sont connues depuis longtemps, d'abord, près de nous, par les récits historiques, puis plus tard par des études scientiques. Les causes avancées

6. Ces courbes proviennent des travaux de UNEP/GRID-Arendal  Environmental Knowledge for Change qui est un centre de l'UNEP mis en place en 1989 par le gouvernement de Norvège dans le but de fournir et d'éditer des documents.

7. Nous avons du mal à accepter le terme souvent utilisé par les médias de augmentation de la mortalité, puisque tous les hommes meurent.

Figure 2.3  A gauche augmentation du taux de CO2 et à droite de la température

de surface moyenne de la terre. La courbe dans le carré en haut à droite, se réfère aux températures de 1500 à nos jours. Noter l'accroissement brusque, depuis le milieu du XIXe _{siècle en seulement quelques années.(source UNEP- GRID-Arendal)}

vont de la variation de l'activité solaire, à la variation de l'excentricité de la rotation de la terre, à la chute des météorites ou à l'activité de super volcans. Mais dans l'ensemble, jusqu'à la période contemporaine aucune corrélation avec la population humaine n'avait pu être mise en évidence.(gure 3)

Ce n'est que depuis les années 1930 que l'on soupçonne l'atmosphère de jouer un rôle prépondérant dans la régulation de la température de la terre. Les recherches modernes ont abouti à une meilleure connaissance de la régulation des climats. C'est ainsi que l'on identie l'atmosphère terrestre à une vitre dont la transparence aux diérents rayonnements peut varier selon sa composition, c'est-à-dire les diérents gaz qu'elle contient.

Traditionnellement l'on nous enseigne que l'atmosphère contient de l'oxygène (O2),

de l'ozone (O3), de l'azote (N2) , du gaz carbonique (CO2 ), et des gaz rares. Le pro-

blème est plus complexe. Une analyse plus poussée nous montre qu'outre les gaz précé- demment cités, il faut ajouter la vapeur d'eau (H2O), le méthane (CH4), le protoxyde

d'azote (N2O) , des composés soufrés dont le dioxyde de soufre (SO2) qui sont présents

naturellement. A ceux-là il faut ajouter des gaz d'origine anthropique comme les CFC (chlorouorocarbure), ainsi que d'autres gaz de moindre importance car ils sont émis en petites quantités.

Le CO2 ou dioxyde de carbone est un constituant majeur de la croûte terrestre. Sur

la terre on le rencontre principalement dans les roches carbonatées qui sont le reet d'une activité biologique. L'analyse du CO2 contenu dans ces roches permet la datation

relativement précise des climats ; elle est obtenue par plusieurs méthodes géochronolo- giques dont des dosages isotopiques.

Les concentrations en CO2 atmosphérique ont considérablement varié au cours des

âges de la terre. Les données antérieures à quelques milliers d'années ont été obtenues par l'étude des roches carbonatées et plus près de nous par l'analyse de l'air emprisonné dans les glaces polaires (on peut remonter près de 500.000 ans). De même que les courbes précédentes celles-ci nous montrent qu'un accroissement très rapide des concentrations en CO2 a eu lieu pendant les 150 dernières années parallèlement à l'accroissement de

la population. On constate, au vu de ces courbes qu'il y a eu au cours des âges de très grandes variations de concentration de CO2 atmosphérique. Mais le fait remarquable est

que les variations n'ont jamais été aussi rapides que celle que l'on observe actuellement. Les activités humaines grandes consommatrices de carbone sous forme de charbon, de bois, ou de dérivés du pétrole émettent de grandes quantités de CO2 dans l'atmosphère,

qui s'y accumulent faute de pouvoir être séquestrées assez rapidement. Si on s'accorde à penser qu'un des marqueurs de l'activité humaine est la production de CO2, le dioxyde

de carbone étant un gaz à eet de serre, il est logique que la température de l'atmosphère terrestre augmente par action anthropique.

Le méthane est un gaz contenu en quantités relativement importantes dans l'atmo- sphère. Sa formule chimique est très simple, un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène. Il brûle en présence de l'oxygène de l'air en donnant de l'eau et du gaz carbonique. Il possède un puissant eet de serre. Il est répandu dans tout l'univers. Sur

terre il est principalement produit par la décomposition des matières végétales. On le rencontre aussi dans des gisements de gaz de pétrole, dans les fermentations anaérobies (gaz des marais), les fermentations intestinales des herbivores et de tous les animaux. Avec de l'eau il peut former des hydrates peu stables sous certaines conditions de tem- pérature et de pression. Des quantités importantes d'hydrates sont stockées dans les permafrosts, au voisinage des zones polaires, et dans le fond de certains océans. Que la température augmente, et le méthane libéré passera dans l'air. On songe à exploiter ces gisements. C'est techniquement dicile.

Le réchauement climatique est un phénomène compliqué qui met enjeu de nom- breux paramètres. Par exemple si la température de l'air augmente, l'eau s'évapore plus vite. La quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère contribue à un supplément d'échauement, qui à son tour... Mais si il y a beaucoup de vapeur d'eau dans l'air, des nuages se forment, rééchissant une partie des rayons solaires, donc abaissant la température. Le problème est beaucoup plus complexe qu'on le pensait il y a seulement quelques dizaines d'années ; des études ont montré que si l'eet de serre n'existait pas la température moyenne de la terre avoisinerait  18°C.

L'élévation du niveau des mers

Figure 2.4  Élévation du niveau des mers au cours des dernières années.(UNEP/GRID ARENDAL)

la mer9_{. Les mesures faites en suivi depuis le milieu du XIX}e _{siècle concordent pour}

montrer une élévation du niveau des mers (gure 4). Plus près de nous, les relevés altimétriques, très précis, par satellites, conrment les mesures faites au sol. Le niveau des océans a fortement varié au cours des âges géologiques, pouvant descendre à moins 120 mètres par rapport à son niveau actuel lors des grandes glaciations, et monter encore d'une vingtaine de mètres lors des épisodes chauds. Les phénomènes qui régissent les variations du niveau des océans sont complexes. Par exemple si l'eau des mers s'échaue parce que la température de l'air augmente, son volume augmente, à l'égal du mercure contenu dans les thermomètres. L'échauement de l'atmosphère fait fondre les glaces donc apporte un supplément d'eau10_{. Si les glaces fondent, l'albédo de la}

terre diminue, donc elle se réchaue un peu plus. Nous pouvons aussi invoquer une troisième conséquence de l'augmentation de la température des mers : le relargage du CO². En eet le gaz carbonique est relativement soluble dans l'eau, d'autant plus que la température est plus basse (loi de Henry). Si l'eau s'échaue le gaz dissout s'évade et entre dans l'atmosphère, où il accroît l'eet de serre. Il s'ensuivrait la mise en place d'un cercle vicieux qui inquiète au plus haut point les experts. Les émissions atmosphériques par échauement, comme nous l'avons précisé, incluent aussi le méthane.

L'augmentation du niveau des mers calculé par le satellite Topex/Poseidon entre les années 1993/1998 a été de 3,2 mm par an dû au réchauement des 500 premiers mètres. En extrapolant on atteint la valeur importante de 16 cm en 2050. (gure 5)

Le parallélisme des dates est patent, c'est à partir du milieu du XIXe_{siècle que}

les mers commencent à monter (gure 4). Lorsque toutes les glaces seront fondues, et même bien avant, les terres basses comme celles qui se trouvent dans le Bangladesh ou le delta du Nil, seront submergées. Le GIEC prévoit une augmentation du niveau des mers comprise entre 9 à 88 mm d'ici 2100 (troisième rapport). Des populations devront se déplacer pour survivre, s'il reste encore des terres agricoles disponibles. Des villes

9. Trends in sea level, 1870-2006. Coastal and island tide-gauge data show that sea level rose by just under 20 cm between 1870 and 2001, with an average rise of 1.7 mm per year during the 20th century and with an increase in the rate of rise over this period. This is consistent with the geological data and the few long records of sea level from coastal tide gauges. From 1993 to the end of 2006, near-global measurements of sea level (between 65°N and 65°S) made by high precision satellite altimeters indicate global average sea level has been rising at 3.1 ± 0.4 mm per year. (Grid-Arendal)

10. Seules les glaces continentales qui fondent font monter le niveau des océans. Par contre les glaces qui ottent, comme les banquises et les iceberg ne provoquent pas d'augmentation du niveau des mers (principe d'Archimède)

comme Londres ou des digues comme celles de Hollande seront menacées11_.

Une fois encore si nous superposons ces courbes nous voyons qu'apparaît un parallé- lisme certain au cours de ces quelques dernières années entre l'accroissement du nombre des hommes sur la terre, le réchauement climatique, la fonte des glaces, la montée des mers.

Les terres émergées / les sols

Au cours de cette brève revue nous avons évoqué les problèmes liés à l'air et à l'eau. Il ne faut pas oublier les terres émergées et les sols ; on en parle relativement peu mais nous estimons qu'ils ont une place primordiale dans notre environnement, et que leur importance est au moins à l'égal à celle des mers et de l'air pour assurer l'existence des hommes. Ceux-ci représentent environ 200 millions de km². Ce sont les supports de la vie. Très complexes ils contiennent des substances minérales, de l'eau, des matières organiques, des gaz dissous, de la matière vivante. Ils sont très sensibles aux variations climatiques. On ne peut pas considérer que le sol n'est qu'une matière minérale qui supporte la Vie. C'est quelque chose de très compliqué et en même temps très fragile, une intimité entre le minéral, la plante, l'insecte, le ver, la taupe... Le passage du soc d'une charrue qui creuse un sillon induit des lésions dans cet équilibre. Comme les sols sont multiples, qu'ils dépendent de facteurs innombrables, leur étude se limite le plus souvent à quelques éléments comme leur surface, leur état de dégradation apparent. Cependant la vie qu'ils contiennent, et les multiples réactions chimiques qui y ont lieu ne peuvent pas être quantiées avec certitude, du moins dans l'état actuel de nos connaissances.

Une hypothèse pour expliquer les modications observées : l'augmenta- tion de la population humaine Nos connaissances scientiques sont maintenant susamment développées pour pouvoir faire conance aux données que nous venons

11. Trends in sea level, 1870-2006. Coastal and island tide-gauge data show that sea level rose by just under 20 cm between 1870 and 2001, with an average rise of 1.7 mm per year during the 20th century and with an increase in the rate of rise over this period. This is consistent with the geological data and the few long records of sea level from coastal tide gauges. From 1993 to the end of 2006, near-global measurements of sea level (between 65°N and 65°S) made by high precision satellite altimeters indicate global average sea level has been rising at 3.1 ± 0.4 mm per year (Grid-Arendal).

d'exposer, augmentation globale de la population humaine sur la terre, élévation du niveau des mers (gure 5), augmentation de la température du globe, dégradation des sols, etc. Le fait marquant commun aux mesures est l'inéchissement rapide et parallèle des courbes concernant la population humaine et les phénomènes observés au cours de la même période de temps.

Figure 2.5  Élévation prévue du niveau des mers d'ici 2100. Les hauteurs sont expri- mées en mètres.(IPCC)

La rapidité d'apparition de ces changements (en 150 ans rappelons-le), qui n'est en rien comparable à la vitesse des évolutions climatiques observées au cours des âges géologiques, conduit à penser qu'un facteur nouveau est intervenu. Ce n'est pas la terre

qui s'est rapprochée brusquement du soleil, le soleil qui s'est mis à briller un peu plus, des volcans sous-marins qui ont soulevé les océans, des forêts qui ont brûlé intensément, ou n'importe quelle autre cause improbable en dehors d'une présence animale massive, douée de pouvoirs technologiques susamment puissants pour perturber l'équilibre de la nature : l'Homme.

Une nouvelle source de gaz carbonique est apparue lorsque les hommes ont débuté leurs industries. Ce furent d'abord des feux pour cuire les aliments, puis des feux pour l'artisanat, pour les bas et hauts fourneaux. Ensuite plus près de nous, d'abord petite- ment, puis de plus en plus grandement l'emploi du charbon de terre et du pétrole en tant que sources énergétiques majeures. La disparition des forêts, et des zones vertes  les puits à CO2 - en même temps qu'augmentaient les quantités de dioxyde de carbone

émises ont dépassé les capacités des mécanismes régulateurs, si bien que les concentra- tions atmosphériques ont augmenté.

L'industrie s'est développée considérablement depuis le XVIIe_{siècle en occident,}

surtout après, au XVIIIe _{siècle, lorsque la machine à vapeur est devenue une source}

d'énergie puissante et relativement maniable, ce fut l'ère du charbon. Puis dès le début du XXe_{siècle le pétrole et ses dérivés gazeux remplacent le charbon dans de nombreux}

cas. Les besoins en biens (ou les ores de biens) ont augmenté en même temps que la population, initiant une industrie de plus en plus demandeuse d'énergie. On conçoit aisément que dans ce cas, la composition de l'atmosphère a été modiée, ce qui a entraîné l'augmentation de la température par eet de serre. Mais tout a une n. Les pétroliers pensent que le pic de production est atteint et que le pétrole deviendra rapidement de plus en plus rare ; les géologues estiment que les réserves de charbon ne dureront pas plus de deux cents ans. Cela laisse l'espoir de voir l'atmosphère retrouver des taux normaux de CO2 à moyen terme, toutes choses étant égales par ailleurs. Mais si la population

continue d'augmenter et attente de plus en plus à l'environnement restera-t-il assez de puits à CO2 pour atteindre la n des combustibles carbonés ?

Projection de la population Mondiale jusqu'en 2100, conséquences La population humaine augmente, c'est un fait que personne ne conteste. Les chires sont impressionnants. Peut-on évaluer l'augmentation de la population dans les années qui viennent, et par conséquent les troubles auxquels il faut s'attendre ? Les autorités in-

tergouvernementales, tout d'abord l'ONU, le WRI, la AIE, le PNUV, les diérents organismes qui s'y rattachent, ainsi que des ONG comme WWF (World Wide Fund), GREEN PEACE, WEF, les Altermondialistes, pour ne citer que les principaux, se penchent sur le problème. Des auteurs, souvent des chercheurs, publient des ouvrages remarquables, documentés, bien qu'à l'occasion tendancieux, alertent l'opinion publique et ainsi contribuent à l'avancement du débat.

L'illustration 2 gure les hypothèses de population jusqu'en 2100. Deux courbes en pointillé, illustrent les hypothèses haute et basse des variations de la population d'ici 2100. Entre les courbes en pointillé notées comme les hypothèses haute et basse de l'ONU on a tout un groupe de courbes. Certaines montrent qu'une transition démogra- phique peut survenir dès 2050, alors que dans l'hypothèse haute la transition n'est pas en cours en 2100. L'écart aché entre les prévisions de l'ONU en 2100 soit de environ 4,5 milliards à 14 milliards laisse entrevoir la rigueur des projections et la perplexité des statisticiens.