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Les causes de la fin du Petit Âge glaciaire au milieu du XIXe siècle
Des analyses de carottes de glace livrent pour la première fois des données continues sur les émissions de suie d'origine industrielle entre 1740 et aujourd'hui
Au cours de la première moitié du XIXe siècle, une série de fortes éruptions volcaniques dans les Tropiques a provoqué temporairement un refroidissement global du climat terrestre. Le fait que, pendant la phase finale du Petit Âge glaciaire, les glaciers ont grandi avant de reculer à nouveau était un phénomène naturel. C'est ce qu'ont montré des chercheurs du PSI sur la base de carottes de glace. On pensait jusqu'ici que les émissions de suie liées à l'industrialisation au cours de la deuxième moitié du XIXe siècle avaient déclenché la fonte rapide des glaciers à cette époque. Effectuée pour la première fois, l'analyse de la quantité de suie piégée dans la glace et ainsi archivée historiquement contredit aujourd'hui cette hypothèse. Les valeurs recueillies sur l'évolution temporelle des quantités de suie serviront par ailleurs aux chercheurs qui établissent des modèles climatiques pour l'avenir et qui pourront ainsi utiliser des données expérimentales sur l'influence de la suie d'origine industrielle. Les résultats de cette recherche ont maintenant été publiés dans la revue spécialisée The Cryosphere.
Dans les présentations scientifiques destinées à un large public, on a souvent recours, à titre de comparaison avec le présent et pour illustrer le changement climatique dû aux activités humaines, à des images des glaciers alpins datant des années 1850. Cette manière de faire est toutefois erronée, démontrent aujourd'hui des chercheurs, sur la base de données recueillies au moyen de carottes de glace. Les scientifiques réunis autour de Michael Sigl du PSI ont analysé les polluants atmosphériques archivés à différents niveaux de profondeur dans la glace et notamment la quantité présente de suie d'origine industrielle. Ils ont ainsi pu établir la première série ininterrompue de données sur la quantité de suie d'origine industrielle dans l'atmosphère pour la période allant de 1740 à aujourd'hui.
Ces données montrent clairement que la suie liée à l'industrialisation ne peut guère être rendue responsable de la fonte des glaciers qui a notamment eu lieu entre 1850 et 1875.
En 1875, les 80% du recul des glaciers enregistré à l'époque avaient déjà eu lieu, souligne Michael Sigl. Or ce n'est qu'à partir de 1875 que les quantités de suie d'origine industrielle ont dépassé, en Europe centrale, les quantités présentes naturellement dans l'atmosphère.
La suie industrielle ne pourrait donc éventuellement avoir influencé que les derniers 20% du recul au XIXe siècle, explique le scientifique.
La première moitié du XIXe siècle a été marquée par plusieurs fortes éruptions volcaniques dans les Tropiques et les particules de soufre ainsi libérées ont provoqué temporairement un refroidissement global du climat. Pendant cette phase finale du Petit Âge glaciaire, la taille des glaciers alpins a fortement progressé jusqu'au milieu du XIXe siècle. Jusqu'ici, on pensait que leur recul à partir des années 1860 était dû aux débuts de l'industrialisation. Les résultats rassemblés par le PSI contredisent toutefois clairement cette hypothèse. Les glaciers sont simplement revenus à la taille naturelle qui était la leur auparavant.
1850 n'est pas une date de référence adéquate pour les modèles climatiques
La question de savoir à partir de quand les activités humaines ont commencé à avoir un effet sur le climat reste ouverte, relève Michael Sigl. Et, comme le montre cette étude, la date du début de cette influence n'est pas forcément une référence pour les modèles climatiques car d'autres facteurs entrent en ligne de compte. Le chercheur estime que les années 1750, c'est-à-dire avant la dernière et la plus extrême période de refroidissement du Petit Âge glaciaire, sont une meilleure référence temporelle. L'année 1750 est déjà utilisée – pour autant que les maigres données des siècles passés le permettent – comme année de référence lorsqu'il s'agit de comparer, dans des modèles climatiques, des données de l'ère préindustrielle avec celles recueillies après le début de l'industrialisation.
Cela a un sens, car nos données montrent maintenant clairement que le climat du milieu du XIXe siècle n'était pas celui d'origine.
Les modèles climatiques futurs pourraient intégrer les données expérimentales sur la suie
L'évolution dans le temps des quantités de suie dans l'atmosphère fait aussi partie des nombreuses variables prises en compte dans les modélisations du changement climatique.
Les auteurs des modèles se basaient jusqu'ici sur une estimation de ces quantités de suie, précise Michael Sigl. Pour le XIXe siècle notamment, il s'agissait d'estimations effectuées pour les différents pays industrialisés. Et pour la deuxième moitié du XIXe siècle, on prenait jusqu'à présent pour hypothèse une augmentation linéaire des quantités de suie. Grâce aux recherches de Michael Sigl et de son équipe, on sait maintenant que cela ne correspond pas à la réalité. Les chercheurs plaident en conséquence pour que les futures modélisations tiennent compte des données expérimentales sur la suie. Ces modèles constituent en effet une part importante du rapport publié tous les sept ans environ par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), l'organisme de référence pour l'étude du réchauffement climatique.
Dans le rapport du GIEC, les modélisations qui retracent mathématiquement le climat depuis 1850 jouent un rôle central, relève Margit Schwikowski, responsable du projet dans le cadre duquel les analyses ont été effectuées. Grâce à nos recherches, nous allons maintenant permettre à des groupes de scientifiques qui établissent ce genre de modèles climatiques de disposer de données expérimentales sur les quantités de suie d'origine industrielle.
Texte: Institut Paul Scherrer/Laura Hennemann
À propos du PSI
L'Institut Paul Scherrer PSI développe, construit et exploite des grandes installations de recherche complexes et les met à la disposition de la communauté scientifique nationale et internationale. Les domaines de recherche de l'institut sont centrés sur la matière et les matériaux, l'énergie et l'environnement ainsi que la santé humaine. La formation des générations futures est un souci central du PSI. Pour cette raison, environ un quart de nos collaborateurs sont des postdocs, des doctorants ou des apprentis. Au total, le PSI emploie 2100 personnes, étant ainsi le plus grand institut de recherche de Suisse. Le budget annuel est d'environ CHF 390 millions. Le PSI fait partie du domaine des EPF, les autres membres étant l'ETH Zurich, l'EPF Lausanne, l'Eawag (Institut de Recherche de l'Eau), l'Empa (Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche) et le WSL (Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage).
(Mise à jour: mai 2018)