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Pour revenir à la science, 1957-1958 s'annonçait l'année géophysique internationale (AGI). Revelle s'était rendu compte que "[l'humanité] mène actuellement une expérience géophysique à grande échelle d'un genre qui n'aurait pas pu se produire dans le passé ni être reproduit à l'avenir" (Revelle and Suess, 1957). Il voulait obtenir une référence de la concentration de CO2 dans l'atmosphère qui puisse être comparée 10 ans plus tard. Il engagea le géochimiste Charles David Keeling pour faire ces mesures.
Keeling installa ces capteurs au Mauna Loa, un volcan des îles Hawaii. Ce site, entouré de milliers de kilomètres par l'océan était représentatif d'une atmosphère pas trop influencée par l'homme. Les mesures commencèrent en mars 1958. Elles continuent encore aujourd'hui sous le nom de la courbe de Keeling. En utilisant les travaux de la plupart des scientifiques engagés dans la recherche climatique (au premier rang desquels ceux qui analyses les bulles d'atmosphère emprisonnées dans les glaces) l'institut Scripps a pu reconstituer la teneur en CO2 depuis 800'000 ans. Cette concentration n'avais jamais dépassé 300 ppm. Aujourd'hui, en mars 2019, elle en est à 410.99 ppm.
Cela, Keeling ne le savait pas encore et quand il a commencé ses mesures, la barre des 310 ppm était déjà dépassée et la concentration était en hausse. En juillet 1958, une baisse était enregistrée. Puis, après quelques problèmes d'appareillage, en novembre, on enregistrait à nouveau une concentration plus basse. En 1959, lorsqu'un peu plus d'une année de mesures fut disponible, une valeur de concentration de CO2 montrant un maximum en mai et un minimum en novembre reflétait le cycle de la végétation[1]. En continuant les mesures Keeling mit en évidence que, malgré les fluctuations annuelles la concentration augmentait. Les estimations précédentes allaient pouvoir être contrôlées, dont le temps de résidence du CO2 dans l'atmosphère. L'équipe de l'institut Scripps montra ainsi, en 1973, qu'environ la moitié du CO2 issu de la combustion des énergies fossiles était s'accumulait dans l'atmosphère.
Rapidement, dès 1963, l'importance de ces résultats, l'évidence de la hausse continue de la concentration de CO2 dans l'atmosphère, ainsi que les travaux des décennies précédentes alarma les scientifiques. En 1965 un rapport de synthèse mettant en évidence le problème et déjà son urgence est délivré au président Lyndon B. Johnson[2].
[1] L'argent de l'AGI pour les mesures de CO2 était épuisé. Les résultats paraissaient toutefois si intéressants que H. Suess demanda à Revelle de transférer son budget dédié à ses recherches sur la mesure de Keeling.
[2] Le rapport est une synthèse des résultats scientifiques disponible à l'époque. Il est coédité par 30 personnes qui vu l'importance du problème on probablement toutes relu attentivement le texte en s'appuyant sur les sources initiales (les articles scientifiques publiés). Il est clair qu'à se niveau de responsabilité chacun des 30 auteurs, représentant les directeurs de différentes institutions dont Revelle, se sont fait appuyer par quelques collaborateurs. A la sortie de ce rapport pas loin d'une centaine de personnes devait donc approuver de porter à la connaissance du président ce rapport