On dirait que la Terre a franchi un seuil historique au milieu du réchauffement climatique.

Habituellement en septembre, les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère sont minimes. Cette concentration est la référence par rapport à laquelle les fluctuations des niveaux de gaz à effet de serre sont mesurées au cours de la prochaine année. Mais en septembre de cette année, les niveaux de CO2 restent élevés, à environ 400 ppm, et de nombreux scientifiques pensent que la concentration de gaz à effet de serre ne descendra pas en dessous de ce seuil au cours de notre vie.

La terre a accumulé régulièrement du CO2 dans l'atmosphère depuis la révolution industrielle, mais le niveau de 400 ppm crée un nouveau taux qui n'a pas été vu sur notre planète depuis des millions d'années.

"La dernière fois que le CO2 dans l'atmosphère de notre planète était de 400 ppm, c'était il y a environ trois millions et demi d'années, et le climat à cette époque était très différent d'aujourd'hui", a déclaré à Christian un professeur agrégé de la School of Marine and Atmospheric Research. Science Monitor par e-mail Phénomènes à l'Université d'État de New York à Stony Brook David Black.

"En particulier, dans l'Arctique (au nord de la 60e latitude), il faisait beaucoup plus chaud qu'aujourd'hui et le niveau de la mer sur la planète était de 5 à 27 mètres plus haut que l'actuel", a déclaré Black.

« Ensuite, il a fallu des millions d'années à l'atmosphère pour que le niveau de CO2 atteigne 400 ppm. Et il a fallu des millions d'années de plus pour qu'il tombe à 280 ppm (c'était à la veille de la révolution industrielle). Les climatologues sont très préoccupés par le fait que les gens en quelques siècles seulement ont fait ce que la nature a fait en millions d'années, la plupart de ces changements se produisant au cours des 50 à 60 dernières années. »

La concentration mondiale de CO2 monte périodiquement au-dessus de 400 ppm depuis plusieurs années ; Cependant, pendant la saison de croissance estivale, une partie importante du dioxyde de carbone dans l'atmosphère est absorbée dans le processus de photosynthèse et, par conséquent, le niveau de CO2 est inférieur à ce seuil pendant la majeure partie de l'année.

Le contexte

La folie des serres

Wprost 15/12/2015

Le monde est mal préparé au réchauffement climatique

Le Globe et le courrier 05/09/2016

Catastrophe climatique en Europe

Dagbladet 05/02/2016

Il est temps de lutter contre le climat

Syndicat de projet 26/04/2016

Climat toxique

Die Welt 18/01/2016
Mais en raison des activités humaines (principalement dues à la combustion de combustibles fossiles), plus de CO2 est émis dans l'atmosphère, et le minimum annuel se rapprochait de plus en plus de la barre des 400 ppm. Les scientifiques craignent que la planète n'ait atteint un point de non-retour cette année.

« Est-il possible qu'en octobre 2016, l'indicateur mensuel soit inférieur à septembre, passant en dessous de 400 ppm ? Pratiquement pas », a écrit le directeur du programme à l'Institut océanographique. Scénarios de Ralph Keeling.

Dans le passé, il y a eu des cas où le niveau de CO2 est tombé en dessous des valeurs de septembre précédentes, mais ceux-ci sont extrêmement rares. Selon les scientifiques, même si le monde arrête complètement d'émettre du dioxyde de carbone dans l'atmosphère à partir de demain, sa concentration restera supérieure à 400 ppm pendant plusieurs années.

« Dans le meilleur des cas (dans ce scénario), nous pouvons nous attendre à une stabilisation dans un proche avenir, et donc le niveau de CO2 ne devrait pas beaucoup changer. Mais dans 10 ans environ, il commencera à décliner », a déclaré à Climate Central le climatologue en chef de la NASA, Gavin Schmidt. « À mon avis, nous ne verrons plus un taux mensuel inférieur à 400 ppm. »

Si l'augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère est préoccupante, il convient de noter que la barre des 400 ppm elle-même est plus un guide de route qu'un chiffre sévère annonciateur d'une apocalypse climatique pour le monde.

« Les gens adorent les chiffres arrondis », déclare Damon Matthews, professeur en environnement à l'Université Concordia à Montréal. « C'est aussi très symbolique que, parallèlement à l'augmentation du CO2, la température mondiale ait dépassé d'un degré le niveau préindustriel.

Certes, ces indicateurs sont pour la plupart symboliques, mais ils sont une véritable illustration de la trajectoire que suit le climat terrestre.

« La concentration de CO2 est quelque peu réversible parce que les plantes absorbent le dioxyde de carbone », explique le Dr Matthews. "Mais la température résultant de tels changements, en l'absence d'effort humain, est irréversible."

Le dioxyde de carbone sous forme de gaz à effet de serre contribue non seulement au réchauffement climatique, mais affecte également négativement l'état des océans du monde en raison de son acidification. Lorsque le dioxyde de carbone se dissout en grandes quantités dans l'eau, une partie est convertie en dioxyde de carbone, qui réagit avec les molécules d'eau pour produire des ions hydrogène, ce qui augmente l'acidité de l'environnement océanique. Cela conduit à son tour au blanchissement des coraux et interfère avec le cycle de vie des petits organismes, ce qui affecte également négativement les organismes plus gros plus loin dans la chaîne alimentaire.

La nouvelle du seuil de 400 ppm intervient alors que les dirigeants mondiaux ont pris plusieurs mesures pour ratifier l'Accord de Paris sur le changement climatique, qui vise à réduire systématiquement les émissions de carbone dans le monde à partir de 2020.

Les pays qui ratifient l'accord ont beaucoup de travail à faire.

« Pour réduire les niveaux de CO2 atmosphérique sur une échelle de temps de plusieurs siècles, nous devons non seulement utiliser et développer des sources d'énergie non carbonées ; nous devons également éliminer physiquement, chimiquement et biologiquement le CO2 de l'atmosphère, dit Black. "Il existe une technologie pour éliminer le CO2 atmosphérique, mais à l'échelle du problème existant, elle n'est pas encore applicable."

Vyacheslav Viktorovich Alekseev, docteur en physique et mathématiques, chef du laboratoire des sources d'énergie renouvelables de la faculté de géographie, Université d'État Lomonossov de Moscou. Spécialiste dans le domaine de la modélisation mathématique et physique des systèmes géophysiques.

Sofia Valentinovna Kiseleva, Candidate en Sciences Physiques et Mathématiques, chercheuse senior au même laboratoire. Engagé dans la modélisation physique des processus de transport du dioxyde de carbone, les problèmes du changement climatique moderne.

Nadezhda Ivanovna Chernova, candidate en sciences biologiques, chercheuse principale au même laboratoire. Traite des aspects environnementaux de l'utilisation de l'énergie solaire, des problèmes d'utilisation rationnelle des ressources naturelles.

Au début de 1998, l'ancien président de l'Académie nationale des sciences des États-Unis, F. Zeitz, a présenté une pétition à la communauté scientifique exhortant les gouvernements des États-Unis et d'autres pays à rejeter la signature des accords conclus à Kyoto en décembre 1997 sur la limitation les émissions de gaz à effet de serre. La pétition était accompagnée d'un document d'information intitulé « Impacts environnementaux de l'augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique ». Il contenait une sélection de résultats de recherche publiés conçus pour prouver non seulement le manque de preuves empiriques pour étayer le réchauffement climatique futur prédit par de nombreux scientifiques, mais aussi les avantages indéniables pour l'humanité de la croissance des gaz à effet de serre. Les thèses suivantes ont été avancées dans la revue.

L'augmentation actuelle du CO 2 atmosphérique se produit après une période de réchauffement de près de 300 ans. Par conséquent, cette croissance n'est peut-être pas le résultat de l'activité humaine, mais la conséquence d'un processus naturel - l'intensification des rejets de CO2 par l'océan avec une augmentation de la température de l'eau. De plus, par rapport au rejet anthropique annuel de carbone dans l'atmosphère (5,5 Gt), son contenu même dans les réservoirs du fonds mobile (dans l'atmosphère - environ 750 Gt, couches superficielles de l'océan - 1000 Gt, géocroiseur biote, y compris les sols et les détritus - environ 2 200 Rt) est si important que le facteur anthropique de la croissance du CO2 dans l'atmosphère est difficile à reconnaître comme significatif.

De plus, les auteurs de la revue citent de nombreuses données de mesures satellitaires de la température de la basse troposphère (à une altitude d'environ 4 km) pour la période 1958-1996. et notons que depuis 1979, il y a eu une faible tendance négative de la température moyenne mondiale (–0,047 ° sur 10 ans). Aux États-Unis, au cours des 10 dernières années, la température de l'air en surface a diminué de 0,08 ° C.

Parallèlement, les données des stations météorologiques donnent des tendances positives des températures de la couche superficielle (+ 0,07°С sur 10 ans). La divergence dans les résultats conduit au fait que les simulations du changement climatique futur basées sur des données sur les augmentations de température conduisent à des prédictions inexactes. En discutant des modèles informatiques de l'effet de serre et du réchauffement climatique, les auteurs de la revue soulignent que le climat est un système dynamique complexe et non linéaire. Les incertitudes de l'influence, par exemple, des courants de surface océaniques, du transfert de chaleur dans l'océan, de l'humidité, de la nébulosité, etc., selon les auteurs, sont si grandes en comparaison avec l'effet du CO 2 que le modèle estime la température moderne diffèrent sensiblement des données empiriques disponibles. De nombreuses rétroactions du système climatique, mal reflétées dans les modèles, conduisent également à des erreurs de prévisions et à des incohérences avec la réalité.

Critiquant la qualité des mesures de la température de l'air au sol, les auteurs de la revue font référence à l'effet thermique des zones urbanisées, qui déforme l'image réelle de la relation entre une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre et des changements de température atmosphérique. Le changement climatique n'a rien d'inhabituel aujourd'hui ; ce ne sont que des changements naturels causés à la fois par les variations terrestres internes et externes - en particulier, les fluctuations de l'activité solaire. Les données satellitaires obtenues, cependant, seulement pour quatre ans (1993-1997), selon les auteurs, ne montrent aucun changement du niveau de la mer, comme prédit par les modèles de réchauffement climatique. Le nombre d'ouragans tropicaux sévères dans l'Atlantique pour la période 1940-1997 et la vitesse maximale du vent y a diminué, ce qui contredit également à la fois l'idée du réchauffement climatique et les résultats du modèle.

Il convient de souligner ici que l'existence de plus d'une douzaine de facteurs de formation du climat est généralement reconnue. Les plus significatifs sont les suivants :

Dans une étude de V.V. Klimenko et ses collègues, l'impact de ces facteurs sur le bilan radiatif a été analysé au cours d'une décennie et du siècle dernier. Lorsque l'on considère la variabilité séculaire du climat, il s'est avéré que c'était l'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère qui déterminait l'augmentation de la température mondiale moyenne de 0,5 ° C. Cependant, les auteurs soulignent que l'explication des changements climatiques actuels et futurs uniquement par un facteur anthropique repose sur des bases très fragiles, même si son rôle augmente sans aucun doute avec le temps.

Les travaux récents de S. Corty et de ses collaborateurs sont particulièrement intéressants, dans lesquels le réchauffement observé dans l'hémisphère nord est également associé principalement aux changements naturels des régimes de circulation atmosphérique. Certes, ses auteurs soulignent que ce fait ne peut servir de preuve de l'absence d'impact anthropique sur le climat. Une analyse détaillée par modèle du rôle des mêmes facteurs climatiques dans l'augmentation de la température moyenne de l'air à la surface a été récemment réalisée par des scientifiques britanniques. Leurs résultats montrent que le réchauffement de l'atmosphère dans la première moitié du XXe siècle. (entre 1910 et 1940) était principalement due aux fluctuations de l'activité solaire et dans une moindre mesure à des facteurs anthropiques - gaz à effet de serre et aérosols sulfatés troposphériques. Comme pour la période 1946-1996, les variations naturelles de l'activité solaire et volcanique n'ont ici qu'un impact mineur sur le climat par rapport à l'influence anthropique.

L'influence des principaux facteurs de formation du climat sur le changement de la température moyenne mondiale de surface. Estimations de contribution montrant la dispersion des valeurs : gaz à effet de serre et aérosols sulfatés (rectangles blancs) ; l'activité solaire (remplie de points) et leur influence combinée (ombrée). Les rectangles noirs montrent les résultats des observations instrumentales. (Tett S.F.B., Stott P.A. et al. 1999.)

L'analyse de la biosphère chaude du Crétacé en tant qu'analogue du réchauffement prévu, réalisée par NM Chumakov, a montré que l'impact des principaux facteurs de formation du climat (en plus du dioxyde de carbone) est insuffisant pour expliquer le réchauffement de cette grandeur dans le passé. L'effet de serre de l'ampleur requise correspondrait à une augmentation multiple de la teneur en CO 2 de l'atmosphère. L'impulsion pour les énormes changements climatiques au cours de cette période de développement de la Terre était très probablement la rétroaction positive entre l'augmentation de la température des océans et des mers et l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique.

Dans la revue mentionnée, une grande attention est accordée au CO 2 en tant qu'« engrais ». Les auteurs citent des données sur l'accélération de la croissance des plantes avec une teneur accrue en dioxyde de carbone dans l'atmosphère. En particulier, la réponse des jeunes pins, des jeunes orangers et du blé à une augmentation de la teneur en CO2 dans l'environnement de l'ordre de 400 à 800 ppm est presque linéaire et positive. Par conséquent, les auteurs concluent que ces données peuvent être facilement transférées à différents niveaux d'enrichissement en CO 2 et à différentes espèces végétales. Les auteurs attribuent également une augmentation de la masse des forêts américaines (de 30% depuis 1950) à l'effet de la quantité croissante de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Il est indiqué que la croissance de СО 2 produit un effet stimulant plus important sur les plantes poussant dans des conditions plus arides (stressantes). Et la croissance intensive des communautés végétales, selon les auteurs de la revue, entraîne inévitablement une augmentation de la masse totale des animaux et a un effet positif sur la biodiversité en général. Cela conduit à une conclusion optimiste : « En raison de l'augmentation du CO 2 atmosphérique, nous vivons dans des conditions environnementales de plus en plus favorables. Nos enfants profiteront de la vie sur Terre avec beaucoup plus de plantes et d'animaux. C'est un cadeau merveilleux et inattendu de la révolution industrielle. »

Néanmoins, il nous semble que nombre des données jointes à la pétition sont assez contradictoires.

Refroidir au lieu de réchauffer ?

Bien sûr, des fluctuations du niveau de CO 2 dans l'atmosphère ont eu lieu à des époques passées, mais ces changements ne se sont jamais produits aussi rapidement. Mais si dans le passé les systèmes climatiques et biologiques de la Terre, en raison des changements progressifs de la composition de l'atmosphère, « avaient le temps » de passer dans un nouvel état stable et étaient en quasi-équilibre, alors à l'époque moderne, avec un changement intense et extrêmement rapide de la composition gazeuse de l'atmosphère, tous les systèmes terrestres quittent un état stationnaire. Et même si l'on prend la position des auteurs qui rejettent l'hypothèse d'un réchauffement climatique, force est de constater que les conséquences d'une telle « sortie du quasi-stationnaire », notamment les changements climatiques, peuvent être très graves.

De plus, selon certaines prévisions, après avoir atteint une concentration maximale de CO 2 dans l'atmosphère, elle commencera à baisser en raison d'une diminution des émissions anthropiques, de l'absorption de dioxyde de carbone par l'océan mondial et le biote. Dans ce cas, les plantes devront à nouveau s'adapter à l'habitat modifié.

Dans la revue, il est sans doute correctement noté que lors de la modélisation des conséquences de la croissance du 2 et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ainsi que dans les constructions théoriques modernes, de nombreuses rétroactions des systèmes climatiques ne sont pas prises en compte, ce qui conduit à prédictions incorrectes et même, comme l'assurent les auteurs, à l'erreur de l'idée elle-même. Cependant, à notre avis, cela ne devrait pas conduire à nier un possible réchauffement climatique, mais à la probabilité de conséquences climatiques imprévisibles (par exemple, l'effet inverse - le refroidissement dans un certain nombre de régions du monde).

À cet égard, certains résultats de modélisation mathématique des conséquences complexes des changements possibles du climat de la Terre sont extrêmement intéressants. Des expériences avec un modèle tridimensionnel du système combiné océan-atmosphère, menées par des chercheurs américains, ont montré que la circulation thermohaline nord-atlantique (courant nord-atlantique) ralentit en réponse au réchauffement. La concentration critique de CO 2 qui provoque cet effet se situe entre deux et quatre valeurs préindustrielles de CO 2 dans l'atmosphère (elle est de 280 ppm, alors que la concentration actuelle est d'environ 360 ppm).

À l'aide d'un modèle plus simple du système océan-atmosphère, les spécialistes ont effectué une analyse mathématique détaillée des processus décrits ci-dessus. Selon leurs calculs, avec une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone de 1% par an (ce qui correspond au taux actuel), le courant de l'Atlantique Nord ralentit et avec une teneur en CO2 de 750 ppm, son effondrement se produit - un arrêt de la circulation. Avec une augmentation plus lente de la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère (et de la température de l'air) - par exemple, de 0,5% par an, lorsqu'une concentration de 750 ppm est atteinte, la circulation ralentit, puis se rétablit lentement. En cas de croissance accélérée des gaz à effet de serre dans l'atmosphère et du réchauffement associé, le courant de l'Atlantique Nord s'effondre à des concentrations de CO2 plus faibles - 650 ppm. Les raisons du changement de débit sont que le réchauffement de l'air au sol provoque une augmentation de la température des couches d'eau superficielles, ainsi qu'une augmentation de la pression de vapeur saturée dans les régions du nord, et, par conséquent, une augmentation de la condensation. , en raison de laquelle la masse d'eau rafraîchie à la surface de l'océan dans l'Atlantique Nord augmente. Les deux processus conduisent à une augmentation de la stratification de la colonne d'eau et ralentissent (voire rendent impossible) la formation constante d'eaux profondes froides dans l'Atlantique Nord, lorsque les eaux de surface, se refroidissant et s'alourdissant, s'enfoncent dans les zones de fond et puis déplacez-vous lentement vers les tropiques.

Les études de ce type de conséquences du réchauffement atmosphérique, récemment menées par R. Wood et ses collègues, fournissent une image encore plus intéressante des événements possibles. En plus de réduire de 25 % le transport total atlantique, au rythme actuel de croissance des gaz à effet de serre, la convection sera « désactivée » dans la mer du Labrador, l'un des deux centres nordiques de formation des eaux froides et profondes. De plus, cela peut déjà avoir lieu dans la période 2000-2030.

Evolution de la subsidence maximale du flux méridien du Courant Atlantique Nord (résultats des calculs pour cinq scénarios de réchauffement climatique). I - La concentration en CO2 atteint 560 ppm, le débit s'affaiblit légèrement, puis se redresse ; II, IV - concentration СО 2 - 650 et 750 ppm, taux de croissance СО 2 1% par an, la circulation est détruite; III, V - 650 et 750 ppm, le taux de croissance est de 0,5% par an, le débit s'affaiblit, puis se redresse à un niveau inférieur.

Les fluctuations indiquées dans le courant de l'Atlantique Nord peuvent entraîner des conséquences très graves. En particulier, si la distribution des flux de chaleur et de température s'écarte de la répartition actuelle dans la région atlantique de l'hémisphère nord, les températures moyennes de l'air à la surface de l'Europe pourraient diminuer considérablement. De plus, les changements de vitesse du courant nord-atlantique et le réchauffement des eaux de surface peuvent réduire l'absorption de CO2 par l'océan (d'après les calculs des spécialistes susmentionnés, de 30 % lorsque la concentration de dioxyde de carbone dans l'air est doublée) , qu'il convient de prendre en compte à la fois dans les prévisions de l'état futur de l'atmosphère et dans les scénarios d'émissions de gaz à effet de serre. Des changements importants peuvent également se produire dans les écosystèmes marins, y compris les populations de poissons et d'oiseaux marins, en fonction non seulement des conditions climatiques spécifiques, mais aussi des nutriments transportés à la surface par les courants océaniques froids. Ici, nous voulons souligner un point extrêmement important mentionné ci-dessus : les conséquences de la croissance des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, comme on peut le voir, peuvent être beaucoup plus complexes qu'un réchauffement uniforme de l'atmosphère de surface.

Perturbation potentielle des écosystèmes

Lors de la simulation des échanges de dioxyde de carbone, il est nécessaire de prendre en compte l'effet sur le transfert gazeux de l'état de l'interface entre l'océan et l'atmosphère. Pendant plusieurs années, dans des expériences en laboratoire et sur le terrain, nous avons étudié l'intensité du transport du СО 2 dans le système eau-air. L'effet sur les échanges gazeux des conditions de vent et de vagues et d'un milieu dispersé formé près de l'interface entre deux phases (éclaboussures au-dessus de la surface, mousse, bulles d'air dans la colonne d'eau) a été considéré. Il s'est avéré que le taux de transfert de gaz avec un changement dans la nature de l'onde de gravitation-capillaire à gravitationnelle augmente de manière significative. Cet effet (en plus d'augmenter la température de la couche superficielle de l'océan) peut également contribuer au flux de dioxyde de carbone entre l'océan et l'atmosphère. D'autre part, un puits important de СО 2 de l'atmosphère sont les précipitations, qui, comme nos études l'ont montré, éliminent intensément, en plus d'autres impuretés gazeuses, le dioxyde de carbone. Des calculs utilisant des données sur la teneur en dioxyde de carbone dissous dans l'eau de pluie et la quantité annuelle de précipitations ont montré que 0,2 à 1 Gt de CO 2 peuvent pénétrer dans l'océan chaque année avec les pluies, et que la quantité totale de dioxyde de carbone lessivée de l'atmosphère peut atteindre 0,7 -2,0 Gt. ...

Revenant aux thèses des auteurs de l'annexe à la pétition, on constate que les données sur le bénéfice de la croissance du СО 2 pour les plantes vertes apparaissent comme les plus controversées. Le fait est qu'il existe un certain nombre de données scientifiques selon lesquelles une augmentation de la concentration de CO 2 dans l'atmosphère, même sans prendre en compte le réchauffement climatique, peut entraîner une modification significative de la structure et du fonctionnement des écosystèmes, ce qui peut être défavorable aux plantes. Une réaction positive à une teneur accrue en dioxyde de carbone dans l'air, observée dans une plante individuelle, ne signifie pas nécessairement qu'il y aura une croissance accrue des communautés végétales dans leur ensemble.

Les considérations des auteurs sur le rôle du CO 2 en tant que stimulant de croissance sont enracinées dans les détails de la photosynthèse. En effet, une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone peut intensifier ce processus et, par conséquent, favoriser la croissance des plantes. Les plantes dites en C 3 en profitent, qui comprennent presque tous les arbres et bon nombre des principales cultures : riz, blé, pommes de terre, légumineuses. Dans les plantes C 3 , au premier stade de fixation, la molécule de CO 2 se lie au ribulose diphosphate contenant du sucre à 5 carbones. À la suite de la réaction, qui se produit sous l'action de l'enzyme ribulose diphosphate carboxylase, un composé instable de courte durée est formé, comprenant un sucre à 6 carbones. Il se décompose en deux dérivés contenant chacun trois atomes de carbone - d'où le nom de « C 3 -plantes ». L'oxygène de l'air atmosphérique entre en compétition avec le dioxyde de carbone pour le site actif de la ribulose diphosphate carboxylase. Si O 2 gagne, la plante perd de l'énergie, puisque le CO 2 n'est pas fixé lors de l'utilisation de l'oxygène. Au fur et à mesure que la concentration de dioxyde de carbone augmente, la probabilité de son « gain » en compétition avec l'O 2 pour se lier au centre actif de l'enzyme augmente. En effet, dans un certain nombre d'expériences, lorsque la concentration en CO 2 était fixée à 600 ppm, la photorespiration était réduite de 50 %, et sa limitation signifie que la plante peut utiliser plus de son énergie pour construire des tissus. Cependant, dans ces plantes, dans des conditions de concentration accrue de CO2, une augmentation de la photosynthèse est observée au stade initial des expériences, mais après une activation temporaire, son inhibition se produit. Le système de transport de la plante est polygénique, dépend de nombreux facteurs (énergétiques, hormonaux, etc.) et ne peut être reconstruit rapidement. Par conséquent, avec une exposition prolongée de la plante au CO 2 dans des conditions de concentration accrue, la photosynthèse diminue en raison d'une accumulation excessive d'amidon dans les chloroplastes.

Néanmoins, dans la pratique, une augmentation significative de la croissance et de l'accumulation de biomasse chez les plantes cultivées à une concentration accrue de dioxyde de carbone a été prouvée, bien qu'avec le temps l'intensité de la photosynthèse diminue, se rapprochant de ce qui est observé chez les plantes vivant dans une atmosphère avec un composition normale du gaz. Cet écart s'explique par l'effet régulateur du dioxyde de carbone sur la fonction de croissance de la plante. Le maintien prolongé de la plante à une concentration élevée de CO 2 s'accompagne d'une augmentation de la surface foliaire, d'une stimulation de la croissance des pousses de second ordre, d'une augmentation relative de la proportion de racines et d'organes de stockage dans la plante et d'une tubérisation accrue. La fonction de croissance est renforcée par la formation d'un nouvel appareil photosynthétique. Ceci indique le « double » rôle du CO 2 en tant que substrat dans le processus de photosynthèse et en tant que régulateur des processus de croissance. Avec une augmentation du niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, un nouvel état stationnaire du système s'établit, correspondant à un nouveau niveau de dioxyde de carbone, ce qui entraîne une augmentation du rendement principalement due à une augmentation du volume de l'ensemble système photosynthétique et, dans une moindre mesure, en raison de l'intensité de la photosynthèse par unité de surface foliaire.

Une technique bien connue pour augmenter l'intensité et la productivité de la photosynthèse consiste à augmenter la concentration de dioxyde de carbone dans les serres. Cette méthode permet une croissance accrue de la biomasse. Cependant, une modification de la concentration en CO 2 affecte la composition des produits finaux de la photosynthèse : il a été constaté qu'à des concentrations élevées de 14 CO 2 , le 14 C était inclus principalement dans les sucres, et à faibles concentrations, dans les acides aminés (sérine , glycine, etc.).

Étant donné que le dioxyde de carbone atmosphérique est partiellement absorbé par les précipitations et les eaux douces de surface, la teneur en CO 2 de la solution du sol augmente et, par conséquent, une acidification de l'environnement se produit. Dans les expériences menées dans notre laboratoire, une tentative a été faite pour étudier les caractéristiques de l'effet du CO2 dissous dans l'eau sur l'accumulation de biomasse par les plantes. Les germes de blé ont été cultivés sur un milieu nutritif aqueux standard, dans lequel le CO2 moléculaire dissous et l'ion bicarbonate à diverses concentrations ont servi de sources de carbone supplémentaires, en plus du carbone atmosphérique. Ceci a été réalisé en faisant varier le temps de saturation de la solution aqueuse avec du dioxyde de carbone gazeux. Il s'est avéré que l'augmentation initiale de la concentration de CO 2 dans le milieu nutritif conduit à la stimulation du sol et de la masse racinaire des plants de blé. Cependant, avec un excès de 2 à 3 fois par rapport à la teneur normale en dioxyde de carbone dissous, une inhibition de la croissance des racines des plantes avec un changement de leur morphologie a été observée. Peut-être qu'avec une acidification importante de l'environnement, il y a une diminution de l'assimilation d'autres nutriments (azote, phosphore, potassium, magnésium, calcium). Ainsi, l'effet indirect de l'augmentation de la concentration de CO 2 doit être pris en compte lors de l'évaluation de leur effet sur la croissance des plantes.

Les données sur l'intensification de la croissance des plantes d'espèces et d'âges diverses données en annexe à la pétition laissent sans réponse la question des conditions d'approvisionnement des objets d'étude en éléments biogéniques. Il convient de souligner que le changement de concentration en CO2 doit être strictement équilibré avec la consommation d'azote, de phosphore, d'autres nutriments, de lumière et d'eau dans le processus de production sans perturber l'équilibre écologique. Ainsi, une croissance accrue des plantes à des concentrations élevées de CO 2 a été observée dans un environnement riche en nutriments. Par exemple, sur les zones humides de l'estuaire de la baie de Chesapeake (sud-ouest des États-Unis), où poussent principalement des plantes C 3 , une augmentation du CO 2 dans l'air jusqu'à 700 ppm a entraîné une intensification de la croissance des plantes et une augmentation de leur densité . Une analyse de plus de 700 travaux agronomiques a montré qu'à des concentrations élevées de CO 2 dans l'environnement, le rendement en grains était en moyenne de 34 % plus élevé (lorsqu'une quantité suffisante d'engrais et d'eau était appliquée au sol - des ressources qui ne sont abondantes que dans pays développés). Afin d'augmenter la productivité des cultures agricoles face à la croissance du dioxyde de carbone dans l'air, il faudra évidemment non seulement une quantité importante d'engrais, mais aussi des produits phytopharmaceutiques (herbicides, insecticides, fongicides, etc.), ainsi que que de vastes travaux d'irrigation. Il est légitime de craindre que le coût de ces activités et les conséquences sur l'environnement soient trop importants et disproportionnés.

Des études ont également révélé le rôle de la compétition dans les écosystèmes, qui conduit à une diminution de l'effet stimulant des fortes concentrations de CO2. En effet, les semis d'arbres de la même espèce dans un climat tempéré (Nouvelle Angleterre, USA) et sous les tropiques poussaient mieux à une concentration élevée de CO2 atmosphérique ; cependant, lorsque des semis d'espèces différentes étaient cultivés ensemble, la productivité de telles communautés ne pas augmenter dans les mêmes conditions. Il est probable que la compétition pour les nutriments freine la réponse de la plante à l'augmentation du dioxyde de carbone.

La forte teneur en CO 2 de l'air peut être défavorable aux plantes dites C 4 , dont les premiers produits de la photosynthèse sont des composés de quatre atomes de carbone : acides malique et aspartique, oxaloacétate. Cette classe comprend de nombreuses herbes des régions tropicales et subtropicales sèches, chaudes, des cultures agricoles - maïs, sorgho, canne à sucre, etc. Les plantes C 4 ont un mécanisme de carboxylation supplémentaire - une sorte de pompe qui concentre le CO 2 près du centre actif de l'enzyme, permettant à ces plantes de bien pousser à des concentrations normales de dioxyde de carbone. Chez les plantes C 4 , dans des conditions normales, la consommation d'énergie pour la photorespiration est beaucoup plus faible et l'efficacité de la photosynthèse est donc plus élevée que chez les plantes C 3 . À peu près la même chose se produit avec la photosynthèse, qui est caractéristique des succulentes typiques. C'est ce qu'on appelle la photosynthèse CAM (métabolisme acide crassulacéen). Les plantes CAM, comme les plantes C 4, utilisent à la fois les voies de photosynthèse C 3 et C 4, mais diffèrent des plantes C 4 en ce qu'elles se caractérisent par la séparation de ces voies uniquement dans le temps, mais pas dans l'espace, comme dans C 4 - les plantes.

Ainsi, avec une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone, les plantes C 3 sont dans une position plus avantageuse que les plantes C 4 et CAM, et ceci, à son tour, peut avoir des conséquences très graves. De nombreuses plantes en C 4 deviendront rares ou menacées. Dans les agroécosystèmes, lors de la culture de plantes en C 4 comme le maïs ou la canne à sucre, une concentration accrue en CO 2 peut entraîner une baisse de leur productivité, tandis que les adventices, qui sont majoritairement représentées par les plantes en C 3, auront un avantage. En conséquence, une diminution significative du rendement est possible.

En cas de réchauffement, l'augmentation de la croissance végétale, qui absorbe le dioxyde de carbone atmosphérique, ne peut pas compenser la décomposition accélérée de la matière organique. Ceci est d'autant plus important que c'est dans les habitats de haute latitude tels que la toundra que les plus fortes augmentations de température sont attendues. Dans la zone de pergélisol, à mesure que la glace fondra, de plus en plus de tourbe sera exposée aux micro-organismes qui décomposent la matière organique. Ce processus, à son tour, entraînera une plus grande libération de CO 2 et de CH 4 dans l'atmosphère. On estime qu'avec une augmentation de la température estivale dans la toundra de 4 °C, jusqu'à 50 % du carbone de la tourbe sera en plus rejeté dans l'atmosphère, malgré une croissance végétale plus intensive. Dans cette ceinture, la végétation de la toundra elle-même est un facteur important de formation du climat. Par conséquent, avec le réchauffement, le déplacement de la frontière forestière vers le nord aura de graves conséquences. La structure de la base alimentaire va changer : les lichens et les mousses, qui ont tendance à baisser les températures, seront remplacés par une végétation arbustive inadaptée aux cerfs. De plus, l'augmentation de l'épaisseur de la couverture neigeuse affectera négativement le taux de survie du jeune stock apparaissant à ce moment.

L'influence mutuelle concurrentielle des plantes aux réserves limitées de nutriments affectera non seulement les écosystèmes naturels, mais aussi les écosystèmes créés par l'homme. Par conséquent, il est douteux de la thèse selon laquelle l'augmentation future du niveau de CO 2 dans l'atmosphère conduira à des récoltes plus riches et, par conséquent, à une augmentation de la productivité des animaux.

L'étude de la stratégie adaptative et de la réponse des plantes aux fluctuations des principaux facteurs affectant le changement climatique et les caractéristiques environnementales a permis d'affiner certaines des prévisions. En 1987, un scénario a été préparé pour les conséquences agroclimatiques des changements climatiques modernes et de la croissance du CO 2 dans l'atmosphère terrestre pour l'Amérique du Nord. Selon les estimations, avec une augmentation de la concentration de CO2 à 400 ppm et une augmentation de la température globale moyenne à la surface de la terre de 0,5 ° C, le rendement du blé dans ces conditions augmentera de 7 à 10 %. Mais une augmentation des températures de l'air aux latitudes septentrionales se manifestera surtout en hiver et provoquera des dégels hivernaux fréquents extrêmement défavorables, pouvant entraîner un affaiblissement de la résistance au gel des cultures d'hiver, le gel des cultures et les dommages causés par une croûte de glace. L'augmentation prévue de la saison chaude nécessitera la sélection de nouvelles variétés avec une saison de croissance plus longue.

Quant aux prévisions de rendement des principales cultures agricoles pour la Russie, il semblerait que l'augmentation continue des températures moyennes de l'air en surface et une augmentation du СО 2 dans l'atmosphère devraient avoir un effet positif. L'impact d'une seule augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère peut entraîner une augmentation de la productivité des principales cultures agricoles - les plantes C 3 (céréales, pommes de terre, betteraves, etc.) - de 20 à 30 % en moyenne, tandis que pour C 3 4 plantes (maïs, mil, sorgho, amarante), cette croissance est insignifiante. Cependant, le réchauffement entraînera évidemment une diminution du taux d'humidité atmosphérique d'environ 10%, ce qui compliquera l'agriculture, notamment dans la partie sud du territoire européen, dans la région de la Volga, dans les régions steppiques de la Sibérie occidentale et orientale. . Ici, on peut s'attendre non seulement à une diminution de la collecte des produits par unité de surface, mais aussi au développement de processus d'érosion (notamment éolienne), de détérioration de la qualité des sols, dont la perte d'humus, la salinisation et la désertification de grandes domaines. Il a été constaté que la saturation de la couche superficielle de l'atmosphère jusqu'à 1 m d'épaisseur avec un excès de CO 2 peut répondre à « l'effet désert ». Cette couche absorbe les flux de chaleur ascendants, par conséquent, en raison de son enrichissement en dioxyde de carbone (1,5 fois par rapport à la norme actuelle), la température locale de l'air directement à la surface de la terre deviendra plusieurs degrés supérieure à la température moyenne. Le taux d'évaporation de l'humidité du sol augmentera, ce qui entraînera son dessèchement. De ce fait, la production de céréales, d'aliments pour animaux, de betteraves sucrières, de pommes de terre, de graines de tournesol, de légumes, etc. peut diminuer dans l'ensemble du pays. En conséquence, les proportions entre la répartition de la population et la production des principaux types de produits agricoles vont changer.

Les écosystèmes terrestres sont donc très sensibles à une augmentation du CO 2 dans l'atmosphère et, en absorbant l'excès de carbone lors du processus de photosynthèse, contribuent à leur tour à la croissance du dioxyde de carbone atmosphérique. Les processus de respiration du sol jouent un rôle tout aussi important dans la formation du niveau de CO2 dans l'atmosphère. On sait que le réchauffement climatique actuel provoque une libération accrue de carbone inorganique des sols (en particulier sous les latitudes nordiques). Les calculs de modèles effectués pour évaluer la réponse des écosystèmes terrestres aux changements climatiques globaux et le niveau de СО 2 dans l'atmosphère ont montré que dans le cas d'une augmentation seulement de СО 2 (sans changements climatiques), la stimulation de la photosynthèse diminue à des valeurs élevées ​​de СО 2, mais la libération de carbone des sols augmente au fur et à mesure qu'il s'accumule dans la végétation et les sols. Si la teneur en CO2 de l'atmosphère se stabilise, la production nette des écosystèmes (le flux de carbone qui en résulte entre le biote et l'atmosphère) tombe rapidement à zéro, puisque la photosynthèse est compensée par la respiration des plantes et des sols. Selon ces calculs, la réponse des écosystèmes terrestres aux changements climatiques sans l'impact de la croissance du CO2 peut être une diminution du flux global de carbone de l'atmosphère vers le biote en raison de l'augmentation de la respiration du sol dans les écosystèmes nordiques et une diminution de la production primaire nette dans le tropiques en raison d'une baisse de la teneur en eau du sol. Ce résultat est corroboré par des estimations selon lesquelles l'effet du réchauffement sur la respiration du sol l'emporte sur son effet sur la croissance des plantes et diminue le stockage du carbone dans le sol. L'effet combiné du réchauffement climatique et de la croissance du CO2 dans l'atmosphère peut augmenter la production nette mondiale des écosystèmes et le puits de carbone dans le biote, mais une augmentation significative de la respiration du sol peut compenser ce ruissellement en hiver et au printemps. Il est important que ces prévisions de la réponse des écosystèmes terrestres dépendent de manière significative de la composition spécifique des communautés végétales, de l'approvisionnement en nutriments, de l'âge des espèces d'arbres et varient considérablement au sein des zones climatiques.

* * * Les données présentées dans l'annexe à la pétition visaient, comme indiqué, à empêcher l'adoption du document élaboré lors de la réunion internationale de Kyoto en 1997 et ouvert à la signature de mars 1998 à mars 1999. Comme le montre le résultats de la réunion de Buenos -Aires (novembre 1998), la probabilité de signature de ce document par un certain nombre d'États industriellement développés, et principalement les États-Unis, est pratiquement absente. À cet égard, il est nécessaire d'améliorer la stratégie pour résoudre le problème du changement climatique mondial.

K. Flavin, vice-directeur du World Watch Institute, considère la création d'un groupe d'initiative comme un élément nécessaire pour aller de l'avant. Il comprendra des pays (notamment d'Europe et d'Amérique latine) signataires du protocole de Kyoto, des grandes villes, des « corporations et firmes à la pensée constructive » (British Petroleum, Enron Corporation, Royal Deutsch Shell, etc.), soutenant activement la limitation de émissions de gaz à effet de serre et participer au processus de limitation de leurs émissions sur la base des échanges de droits d'émission.

À notre avis, l'introduction de technologies économes en énergie et l'utilisation de sources d'énergie renouvelables pourraient être une contribution importante à la résolution de ce problème.

Littérature

1 Robinson A.B., Baliunas S.L., Soon W., Robinson Z.W. Effets environnementaux de l'augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique. La pétition, ainsi que la revue, ont été envoyées à des instituts de recherche et à des scientifiques individuels avec une demande de la signer et de la distribuer ensuite entre collègues. Une copie de la pétition et de la revue en russe et en anglais est disponible auprès du comité de rédaction de Priroda.

2 Pour plus de détails, voir : N.S. Sidorenkov. Fluctuations interannuelles du système atmosphère-océan-Terre // Priroda. 1998. N° 7. S.26-34.

3 Klimenko V.V., Klimenko A.V., Snytin S.Yu., Fedorov M.V. // Ingénierie thermique. 1994. N° 1. S.5-11.

4 Corti S., Molteni F., Palmer T.N. // La nature. 1999. V. 398. N°6730. P.799-802.

5 Tett S.F.B., Stott P.S., Allen M.R., Ingram W.J., Mitchell J.F.B. // La nature. 1999. V.399. N° 6736. P.569-572.

16 Mokronosov A.T. Photosynthèse et modification de la teneur en СО 2 dans l'atmosphère // Priroda. 1994. N° 7. S.25-27.

17 Skurlatov Yu.I. et autres Introduction à la chimie écologique. M., 1994.S. 38.

18 Romanenko G.A., Komov N.V., Tyutyunnikov A.I. Changement climatique et conséquences possibles de ce processus dans l'agriculture // Les ressources terrestres de la Russie, l'efficacité de leur utilisation. M., 1995. S. 87-94.

19 Mingkui C., Woodward F. I. // Nature. 1998. V.393. N° 6682. P.249-252.

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Le rôle du dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre.

Récemment, il y a eu une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'air, ce qui conduit à un changement dans le climat de la Terre.

Le carbone (C) dans l'atmosphère est contenu principalement sous forme de dioxyde de carbone (CO 2) et en petites quantités sous forme de méthane (CH 4), de monoxyde de carbone et d'autres hydrocarbures.

Pour les gaz de l'atmosphère terrestre, le terme « durée de vie du gaz » est utilisé. C'est le temps pendant lequel le gaz se renouvelle complètement, c'est-à-dire le temps pendant lequel la même quantité de gaz pénètre dans l'atmosphère qu'elle contient. Ainsi, pour le dioxyde de carbone, ce temps est de 3 à 5 ans, pour le méthane de 10 à 14 ans. Le CO est oxydé en CO 2 en quelques mois.

Dans la biosphère, la valeur du carbone est très élevée, puisqu'il fait partie de tous les organismes vivants. Au sein des êtres vivants, le carbone est contenu sous une forme réduite et en dehors de la biosphère - sous une forme oxydée. Ainsi, un échange chimique du cycle de vie se forme : СО 2 ↔ matière vivante.

Sources de carbone dans l'atmosphère terrestre.

La principale source de dioxyde de carbone sont les volcans, au cours de l'éruption desquels une énorme quantité de gaz est libérée dans l'atmosphère. Une partie de ce dioxyde de carbone provient de la décomposition thermique d'anciens calcaires dans diverses zones de métamorphisme.

Le carbone pénètre également dans l'atmosphère terrestre sous forme de méthane à la suite de la décomposition anaérobie des résidus organiques. Le méthane sous l'influence de l'oxygène est rapidement oxydé en dioxyde de carbone. Les principaux fournisseurs de méthane dans l'atmosphère sont les forêts tropicales et les marécages.

Migration de CO 2 dans la biosphère.

La migration du CO 2 s'effectue de deux manières :

- Dans la première méthode, le CO 2 est absorbé par l'atmosphère terrestre lors de la photosynthèse et participe à la formation de substances organiques avec enfouissement ultérieur dans la croûte terrestre sous forme de minéraux : tourbe, pétrole, schiste bitumineux.

- Dans la seconde méthode, le carbone participe à la création de carbonates dans l'hydrosphère. Le CO 2 se transforme en H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Ensuite, avec la participation du calcium (moins souvent du magnésium et du fer), la précipitation des carbonates s'effectue de manière biogénique et abiogénique. Des couches épaisses de calcaire et de dolomie apparaissent. Selon A.B. Ronov, le rapport du carbone organique (Corg) au carbonate de carbone (Ccarb) dans l'histoire de la biosphère était de 1: 4.

Cycle géochimique du carbone.

Extraction du dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Le dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre est extrait par les plantes vertes par le processus de photosynthèse, qui est effectué par le pigment chlorophylle, qui utilise de l'énergie radiation solaire... Les plantes convertissent le dioxyde de carbone provenant de l'atmosphère en glucides et en oxygène. Les glucides sont impliqués dans la formation de composés organiques dans les plantes et l'oxygène est libéré dans l'atmosphère.

Liaison du dioxyde de carbone.

Une très petite partie de sa masse totale est impliquée dans le cycle du charbon actif. Une énorme quantité d'acide carbonique est conservée sous forme de calcaires fossiles et d'autres roches. À son tour, il existe un équilibre mouvant entre le dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre et l'eau de l'océan.

En raison du taux de reproduction élevé, les organismes végétaux (en particulier les micro-organismes inférieurs et le phytoplancton marin) produisent environ 1,5 à 10 11 tonnes de carbone sous forme de matière organique par an, ce qui correspond à 5,86-10 20 J (1,4-10 20 cal) d'énergie...

Les plantes sont partiellement mangées par les animaux, lorsqu'elles meurent, de la matière organique se dépose sous forme de sapropelle, d'humus, de tourbe, qui, à leur tour, donnent naissance à de nombreuses autres caustobiolites - charbon, pétrole, gaz combustibles.

Dans les processus de décomposition des substances organiques, leur minéralisation, les bactéries (par exemple, la putréfaction), ainsi que de nombreux champignons (par exemple, les moisissures) jouent un rôle énorme.

Les principales réserves de carbone sont à l'état lié (principalement dans la composition des carbonates) dans les roches sédimentaires de la Terre, une partie importante est dissoute dans les eaux de l'océan, et une partie relativement faible est présente dans l'air.

Le rapport des quantités de carbone dans la lithosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère de la Terre, selon des calculs mis à jour, est de 28 570 : 57 : 1.

Comment le dioxyde de carbone retourne-t-il dans l'atmosphère terrestre ?

Le dioxyde de carbone est libéré dans l'atmosphère terrestre :

- lors du processus de respiration des organismes vivants et de la décomposition de leurs cadavres, de la décomposition des carbonates, des processus de fermentation, de décomposition et de combustion ;

- les plantes vertes, absorbant le dioxyde de carbone de l'atmosphère pendant la journée lors de la photosynthèse, la nuit, une partie est restituée ;

- du fait de l'activité des volcans dont les gaz sont principalement constitués de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau. Le volcanisme moderne, en moyenne, conduit à la libération de 2 · 10 8 tonnes de CO 2 par an, ce qui représente moins de 1% de la production anthropique émissions (libérées par l'activité humaine);

- du fait de l'activité industrielle humaine qui a pris ces dernières années une place particulière dans le cycle du carbone. La combustion massive de combustibles fossiles entraîne une augmentation de la teneur en carbone de l'atmosphère, puisque seulement 57 % du dioxyde de carbone produit par l'homme est traité par les plantes et absorbé par l'hydrosphère. La déforestation massive entraîne également une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'air.

C'était un article " Dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre. ". Continuer à lire: « Argon dans l'atmosphère terrestre - le contenu dans l'atmosphère est de 1%.«

Dioxyde de carbone dans l'atmosphère

Le dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère terrestre parcourt un chemin qui ressemble vaguement au cycle de l'eau dans la nature que tout le monde connaît depuis l'enfance. Sa signification se résume au fait que le CO2 apparaît dans l'air à la suite de processus naturels et artificiels, puis est en partie retiré de l'atmosphère et en partie s'accumule dans ses couches supérieures et affecte le climat.

Répartition du CO2 dans l'atmosphère terrestre

Pendant de nombreux siècles, jusqu'au début de la révolution industrielle, les principales sources de formation de CO2 étaient des processus naturels : éruptions volcaniques, décomposition organique, incendies de forêt et respiration animale. Mais à partir du milieu du XVIIIe siècle environ. la teneur en CO2 de l'air commence à être fortement influencée par l'activité industrielle de l'homme, principalement les types associés à la combustion de combustibles fossiles (pétrole, charbon, schiste, gaz naturel, etc.) et à la production de ciment. Ils représentent environ 75 % des émissions anthropiques de CO2. L'utilisation des terres est responsable des 25 % restants, en particulier la déforestation active.

Une partie du CO2 est extraite de l'air en raison de sa dissolution dans l'océan et de son absorption par les plantes. Cependant, les plantes non seulement absorbent le dioxyde de carbone, mais le libèrent également : en respirant, elles, comme les humains, "inhalent" de l'oxygène et "exhalent" du CO2. Le dioxyde de carbone est donc toujours présent dans l'atmosphère ; la seule question est de savoir quelle en est la quantité.

Au cours des dernières décennies, la teneur en CO2 a augmenté plus rapidement que jamais dans l'histoire de l'histoire documentaire. En 1750, la concentration de CO2 dans l'atmosphère était d'environ 270 ppm, et ce n'est qu'après plus de deux cents ans, en 1958, qu'elle atteignit 320 ppm. Encore cinquante ans - et un bond de 60 points : en 2005, la teneur en CO2 de l'atmosphère était de 380 ppm. En 2010 - déjà 395 ppm. Et récemment, des scientifiques ont signalé que la teneur en dioxyde de carbone dépassait 400 ppm et ne reviendrait pas dans un avenir prévisible. Il semble qu'il soit temps de réécrire les encyclopédies.

Soit dit en passant, il y a eu des périodes dans l'histoire de la Terre avec une teneur beaucoup plus élevée en dioxyde de carbone. Il y a quatre milliards d'années, l'atmosphère de notre jeune planète contenait jusqu'à 90 % de CO2. Certes, la vie n'avait pas encore commencé à cette époque : il n'y avait pas du tout d'oxygène. Les plantes sont apparues il y a 2,5 milliards d'années et tout s'est bien passé.

Il faut dire que la barre des 400 ppm a été dépassée plus tôt. La teneur en CO2 de l'atmosphère change tout au long de l'année, atteignant un maximum en mai. Ainsi, l'augmentation printemps-été de la concentration de dioxyde de carbone n'a pas inquiété les scientifiques. En mai 2015, même en Antarctique, les niveaux de CO2 atteignaient 400 ppm, ce qui ne s'était pas produit depuis 4 millions d'années ! Mais d'un autre côté, septembre est traditionnellement le plus bas niveau de CO2 dans l'atmosphère de l'année. Par conséquent, le dépassement en septembre de la barre des 400 ppm est la preuve la plus claire d'une augmentation incontrôlée de la quantité de dioxyde de carbone dans l'air.

Le dioxyde de carbone et nous

Qu'allons-nous devenir dans ce « nouveau monde des quatre cents pipiem », comment la presse occidentale a-t-elle réussi à baptiser notre planète ? On peut y répondre en un mot : le réchauffement climatique.

Le réchauffement climatique a commencé il y a longtemps, et il est directement lié à la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le fait est que le CO2 n'est pas seulement un gaz, mais un gaz à effet de serre. Le CO2 est extrêmement inerte et réticent à réagir avec d'autres éléments chimiques. De ce fait, il s'accumule dans l'atmosphère terrestre, où il retient le rayonnement thermique de sa surface et l'empêche de retourner dans l'espace. C'est l'effet de serre.

L'effet de serre est si fortement associé dans nos esprits au réchauffement climatique qu'il est généralement associé à quelque chose de négatif. En attendant, c'est à l'effet de serre que l'on doit une vie confortable sur Terre. Sans gaz à effet de serre (à l'exception du CO2, il s'agit de la vapeur d'eau, du méthane et de l'ozone), la température moyenne sur la planète serait de –15 ° C, et non de + 15 ° C comme c'est le cas actuellement.

Mais une augmentation incontrôlée de la teneur en gaz à effet de serre entraîne une augmentation de l'effet de serre, qui, à son tour, conduit au réchauffement climatique. Tout le monde en a entendu parler et le traite souvent avec ironie, voire parfois méfiance : n'est-ce pas un complot de producteurs d'écocarburants ? Le fait est que nous ne semblons pas voir de signes de réchauffement climatique dans la vie de tous les jours.

En effet, le réchauffement climatique est un processus lent. Le Groenland ne fondra pas demain, ni après-demain, ni même dans cent ans. Il n'y aura pas de vague géante balayant New York comme dans les films catastrophe. Elle sera inondée progressivement : la ville devra reculer sous les assauts de la montée de l'océan. Les petites îles du Pacifique disparaîtront de la surface de la Terre (ou plutôt de la mer). Les régions humides deviendront encore plus humides et les régions arides deviendront encore plus sèches. Dans le premier, des insectes porteurs de maladies se reproduiront et dans le second, une grave pénurie de nourriture et d'eau potable commencera. L'afflux d'eaux glaciaires fraîches dans l'océan modifiera le cours des courants chauds et froids, ce qui menace les vagues de froid dans l'hémisphère nord et les ouragans autour de la planète. Inutile de continuer plus loin : même si une petite partie de ces prédictions se réalisent, l'humanité aura des moments difficiles.

Entre-temps, la température annuelle moyenne dans le monde bat des records pour la troisième année consécutive. 2016 est considérée comme l'année la plus chaude des 150 dernières années. Les scientifiques ont constaté que l'atmosphère terrestre s'est réchauffée de 1,45 °C par rapport à la période préindustrielle. Le chiffre peut sembler dérisoire, mais c'est plus que suffisant pour faire fondre la glace.

Voir par vous-même:

La fonte des glaces (photos NASA)

Chercheurs du Scripps Institute of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego signalé USA Today que la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre a atteint le niveau le plus élevé au cours des 800 000 dernières années. Il est maintenant de 410 ppm (parties par million). Cela signifie que dans chaque mètre cube d'air, le dioxyde de carbone occupe un volume de 410 ml.

Dioxyde de carbone dans l'atmosphère

Le dioxyde de carbone, ou dioxyde de carbone, remplit une fonction importante dans l'atmosphère de notre planète : il laisse passer une partie du rayonnement solaire qui chauffe la Terre. Cependant, comme le gaz absorbe également la chaleur émise par la planète, il contribue à l'effet de serre. C'est ce qui est considéré comme le principal facteur du réchauffement climatique.

L'augmentation constante de la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère a commencé dès la révolution industrielle. Avant cela, la concentration n'excédait jamais 300 ppm. En avril de cette année, la marque moyenne la plus élevée des 800 000 dernières années a été fixée. La première fois que le chiffre de 410 ppm a été enregistré dans une station de surveillance de la qualité de l'air à Hawaï, c'était en avril 2017, mais il s'agissait alors plutôt d'un cas extraordinaire. En avril 2018, cette note est devenue la moyenne pour l'ensemble du mois. La concentration de dioxyde de carbone a augmenté de 30 % depuis le début des observations par les chercheurs du Scripps Institute.

Pourquoi la concentration augmente

Le scientifique Ralph Keeling du Scripps Institute, responsable du programme de recherche sur le CO2, estime que la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère continue d'augmenter en raison du fait que nous brûlons constamment du carburant. Lorsque le pétrole, le gaz et le charbon sont raffinés, des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et le méthane sont libérés dans l'atmosphère. Les gaz ont fait augmenter la température de la Terre au cours du siècle dernier à des niveaux qui ne peuvent être expliqués par la variabilité naturelle. C'est un fait bien connu, mais personne ne prend de mesures pour rectifier d'une manière ou d'une autre la situation.

À son tour, l'Organisation météorologique mondiale a déclaré que l'augmentation des gaz à effet de serre contribue au changement climatique et rend "la planète plus dangereuse et inhospitalière pour les générations futures". Le problème doit être traité au niveau mondial et le plus tôt possible.

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