CO₂ et températures pour les nuls

Un de mes fidèles lecteurs (je commence à en avoir quelques uns:-) me signale un commentaire sur le site de la table ronde :

Re: Le prochain petit âge glaciaire
par patanjali le Lun 1 Juil 2019 - 22:45

https://www.iceagenow.info/here-is-the-one-chart-that-destroys-the-agw-hypothesis/

Pour ceux qui ne lisent pas l'anglais ou pour ceux qui qui ne savent pas ou ne veulent pas lire un graphique, cela signifie:

1) - qu’Il n'y a pas de corrélation entre le CO2 et la température au cours des âges glaciaires (qui peuvent durer des millions d’années), le CO2 était supérieur à 4 000 ppm;

2) - que la période glaciaire qui s'amorce actuellement se poursuivra et que les niveaux de CO2 n'auront aucun effet sur la température (mais les plantes pousseront mieux).

Est-ce de la naïveté ou de la simple bêtise je ne sais pas, mais ce qui me parait évident c'est que le dénommé patanjali ne fait pas preuve d'un esprit critique particulièrement développé.

D'où sort-il ce tableau ? Du site iceagenow tenu par Robert W. Felix qui, d'après sa propre présentation, est un ancien architecte qui (il est interdit de vous écrouler de rire) dans les années 1990 a décidé qu'il consacrerait le reste de sa vie...au prochain âge de glace ! Ici il est crucial, pour patanjali, de considérer ces trois points :

1. Felix n'a aucune légitimité pour parler du climat, ce n'est pas cohérent avec sa formation et il n'a strictement rien publié dans aucune revue à comité de lecture (comment aurait-il pu ?) ;
2. Felix tient un blog, iceagenow, qui n'est rien d'autre qu'un bandeau publicitaire pour les quelques bouquins qu'il a écrits à l'attention de benêts du style de patanjali ;
3. Je ne me souviens plus du troisième point mais ça va me revenir.

Dans son article Felix ne cite aucune source à l'appui de son graphique (ah oui, c'est peut-être ça le troisième point), ce qui n'est pas le signe d'une grande qualité en matière documentaire ; cependant en effectuant une recherche d'image inversée je tombe sur des sites climatosceptiques comme Jacques-Marie Moranne ou Patrick Moore, le premier citant le second alors que celui-ci sort ce graphique de son chapeau, ce qui n'est pas spécialement une preuve de sérieux !

S'il ne cite aucune source monsieur Felix n'hésite cependant pas à titrer Here is the one chart that destroys the AGW hypothesis, soit (tenez-vous bien sur votre chaise pour ne pas vous affaler sur la moquette) Voici le seul graphique qui détruit l'hypothèse du RCA !

Comme vous pouvez le constater on a affaire à du lourd avec monsieur Felix, le summum du comique étant atteint quand il écrit très succinctement (il n'a pas de temps à perdre en longues argumentations stériles) : 

This means the current Ice Age will continue and CO2 levels will have no effect on temperature (but plants will grow better).

Cela signifie que l'ère glaciaire actuelle se poursuivra et que les niveaux de CO2 n'auront aucun effet sur la température (mais les plantes pousseront mieux).

Tant il est vrai que durant les âges glaciaires les plantes se portent super bien !

Bon, comme je ne suis qu'un ancien comptable je me sens parfaitement qualifié pour vous éclairer sur le sujet, avec la petite différence que contrairement à monsieur Felix je n'ai aucun bouquin à vendre, tout ce que je vous livre ici est gratuit alors profitez-en.

Tout d'abord il faut s'interroger sur la validité du graphique présenté, après tout il est peut-être correct et seule son interprétation biaisée est à discuter.

Le graphique

Tout d'abord reprenons le graphique en question en y ajoutant seulement un cadre figurant les 800 000 dernières années (nous verrons plus loin pourquoi 800 000 ans) :

Graphique repris avec la mention dans le cadre noir des 800 000 dernières années (approximativement)

La question à se poser est double :

1. est-ce que la courbe du CO₂ est correcte ?
2. est-ce que la courbe de la température est correcte ?

Attention, l'échelle des abscisses n'est pas constante, on passe brusquement par exemple de 10 000 à 1 640 000 et de 570 millions à 4,6 milliards !

Pour vérifier ces données nous allons faire simple et utiliser le site de l'ENS de Lyon que je trouve assez bien fait ; dans CO2 atmosphérique et température : est-on dans une période de hausse ou de baisse ? Pierre Thomas nous montre l'evolution du CO₂ depuis 4,5 milliards d'années, donc sur une échelle de temps identique à celle de notre fameux graphique :

Quelques données indirectes de mesure de la pression partielle de CO2 ont été publiées qui semblent en assez bon accord avec la courbe modélisée de Berner. Ces évidences proviennent des isotopes stables du carbone dans les paléosols ou bien d'arguments paléontologiques comme la densité de stomates sur les feuilles fossiles. Source : document de Pierre Thomas publié dans Sciences de la Vie et de la Terre, 2nde, collection Éric Périlleux, Nathan, 2000. (source planet-terre.ens-lyon)

Si l'on regarde le troisième graphique, celui qui va de -600 à aujourd'hui, on constate que la courbe est assez semblable à celle présentée dans le graphique que nous voulons vérifier ; on remarque également que le taux de CO₂ n'a pas cessé de baisser depuis la création de notre planète, ce qui n'est pas un scoop, ce sont justement les scientifiques, et certainement pas Patrick Moore ou monsieur Felix, qui ont fait ce constat depuis pas mal de temps déjà, donc rien de bien nouveau sous le soleil, la seule chose que je désirais valider étant la forme générale de la courbe et pour cela on peut dire qu'on est d'accord, à la nuance près que le graphique de Pierre Thomas donne des informations en ordonnées sur le taux de CO₂ que Moore et consorts ne montrent pas.

Les graphiques de Pierre Thomas ont également l'immense avantage de fournir plusieurs échelles de temps qui permettent de relativiser les données, ainsi on s'aperçoit que si à l'échelle des temps géologique (4,5 milliards d'années) le CO₂ est bien en diminution constante (en tendance à long terme) comme par hasard sur les deux derniers siècles il a plutôt tendance à augmenter, les deux premiers graphiques étant suffisamment parlants pour situer la concentration en CO₂ au niveau des temps modernes.

Passons maintenant aux températures.

Là c'est un peu plus délicat, car voici ce que nous présente Pierre Thomas :

Figure 13. Évolution du climat depuis le Cambrien jusqu'au Cénozoïque (source planet-terre.ens-lyon)

On remarque tout de suite l'absence de données de températures sur l'axe des ordonnées, on nous dit simplement « chaud » ou « froid » ; on remarque également que l'amplitude de la courbe n'est pas la même que celle du graphique étudié, les « creux » à 439 et à 290 sont sur celui-ci au même niveau que les températures actuelles, alors que sur le graphique de Pierre Thomas le « creux » à 300 est nettement au-dessous…

Cependant Pierre Thomas nous indique :

Entre -280 et - 80 millions d'années, la tendance était […] à la hausse du CO2 (multiplié par 6) et de la température moyenne (qui est passée de 12°C à 25-30°C)

Et pour les époques plus récentes :

Depuis 80 millions d'années, la tendance globale (malgré les oscillations vues précédemment) est à la baisse du CO2 (divisé par 6 en 80 000 000 ans) et à une baisse de la température de 10 à 15 °C (température moyenne de 25 à 30°C il y a 80 000 000 d'années).

Déjà nous voyons « dans les grandes lignes » que quand le CO₂ a augmenté les températures ont fait de même et quand il a diminué les températures ont suivi le mouvement ; mais nous constatons également qu'il n'y a pas un parfait parallélisme entre évolution du CO₂ et des températures, du moins quand on regarde les courbes à des échelles géologiques de plusieurs milliards d'années !

Nous allons donc considérer dans un premier temps que le graphique montré par patanjali est relativement correct, car il colle bien au niveau CO₂ avec ce que l'on peut voir sur un site sérieux, quant aux températures il n'y a pas de différences réellement significatives permettant de le disqualifier d'office.

Alors passons à son interprétation.

L'interprétation du graphique

Il faut tout d'abord avoir à l'esprit plusieurs paramètres que nous allons résumer ci-après en nous aidant de ce que nous dit Pierre Thomas :

• Le taux de CO₂ est divisé par 10 à 100 tous les milliards d'années ;
• Cette diminution est due à l'accroissement lent et progressif de la quantité des calcaires terrestres ;
• Pendant la même époque, l'énergie rayonnée par le soleil a augmenté de 50 % ;
• Globalement, aux innombrables oscillations près, la hausse du soleil a été compensée par la baisse du CO2 : La température de la Terre est toujours restée entre 0 et 100°C (sauf une ou 2 fois il y a - 650 millions d'années, époque où la Terre a sans doute été une boule de glace, gelée des pôles à l'équateur).

Nous devons également avoir toujours à l'esprit que la Terre a évolué énormément dans le temps avec la dérive des continents, ainsi l'évolution de la planète peut être résumée ainsi :

L'évolution des continents depuis 225 millions d'années (source kartable)

Je trouve cette illustration très intéressante, nous voyons nettement qu'il y a seulement 225 millions d'années toutes les terres étaient regroupées dans un seul et unique continent appelé la Pangée, la question étant de savoir ce qu'il y avait avant cela, ce qui semble difficile à établir, mais le site de l'Université de Laval au Canada nous montre ce graphique indiquant la masse des continents au cours des âges : 

De - 4,03 à -2,5 Ga, (période archéenne) le volume des noyaux continentaux est demeuré modeste, soit moins de 30% (par rapport au volume actuel des masses continentales) à la fin de l'Archéen. La croissance s'est faite surtout durant le Protérozoïque, entre -2,5 Ga et -544 Ma. À la fin du Protérozoïque, le volume des masses continentales avait, à toutes fins pratiques, atteint celui que nous connaissons aujourd'hui. (source ggl.ulaval.ca)

De ces quelques informations facilement collectées par un comptable retiré des affaires (moi) on peut en déduire que comparer la situation des temps géologiques anciens avec la situation actuelle relève tout bonnement de l'escroquerie intellectuelle dans laquelle se vautrent des gens comme Felix ou Moore afin d'en faire profiter des gogos du style de patanjali.

Mais allons quand même un peu plus loin.

Dans le graphique incriminé monsieur Felix (à moins que ce soit Moore mais on s'en fout un peu à ce stade) a cru bon d'encadrer une période spécifique aux environs de -439 millions d'années, pourquoi ?

Ben pour vous montrer qu'à cette époque le taux de CO₂ était très haut alors que la température avait plongé, et d'en déduire tout naturellement que le CO₂ n'a aucune influence sur la température (rappelez-vous que monsieur Felix vous a dit « que les niveaux de CO2 n'auront aucun effet sur la température »)

On pourrait facilement lui rétorquer qu'heureusement le taux de CO₂ était élevé à cette époque et que c'est cela qui a permis à la Terre de se refaire une santé, puisque la température a miraculeusement augmenté quasiment dans le même temps ! C'est bien la preuve que la forte concentration en CO₂ a eu un effet, le fameux effet de serre (mal nommé mais on s'en balance, c'est le principe qui compte) ; mais on va me rétorquer « alors pourquoi la température a brusquement chuté juste avant ? », bonne question et je vous remercie de me l'avoir posée.

Cet événement est situé dans le Paléozoïque (également appelé ère Primaire) et Gilles Ramstein, dans son livre Voyage à travers les climats de la Terre, nous dit page 101, en introduction du chapitre intitulé Survol des climats du Paléozoïque :

Les cinq étapes du Primaire montrent un climat chaud avec uniquement deux phases glaciaires dont on va voir que le contexte et les causes sont très différents.

Il nous explique par exemple que les raisons de la glaciation de l'Hirnantien (445 Ma) « pourraient être liées à la tectonique [des plaques] » ; et il nous précise qu'à cette époque le Gondwana, ce super continent, était en position polaire, ce qui était une condition favorable à la constitution d'une calotte de glace.

Ah oui, j'espère que vous avez remarqué que cette glaciation dont parle Gilles Ramstein a eu lieu il y a 445 millions d'années, c'est-à-dire à peu près à l'endroit du gros « creux » dans le graphique montré par patanjali ; et Gilles Ramstein ajoute que si le Gondwana était dans une position « favorable » par contre « l'autre condition, un faible taux de CO₂, était loin d'être réalisée » !

Donc Ramstein, qui est climatologue, est parfaitement au courant que le taux de CO₂ était particulièrement élevé non pas au moment de cette glaciation, mais juste avant qu'elle ne se produise, j'espère que c'est clair pour tout le monde ; ainsi le graphique est très probablement trompeur car il fait penser que la température a commencé à chuter alors que le taux de CO₂ était encore à son maximum, en réalité celui-ci a baissé avant la température comme l'explique Ramstein :

Des estimations […] réalistes ont […] estimé [le] taux [de CO₂] à 8 fois l'actuel, il fallait encore le faire plonger pour permettre à une calotte de glace de s'établir.

Ce passage est sans ambiguïté, pour qu'une calotte de glace se forme (ce qui implique évidemment une forte chute de la température) il est indispensable que le taux de CO₂ soit bien plus bas, la question étant de savoir ce qui peut faire baisser ce taux de CO₂ ; Ramstein fournit une hypothèse :

Une solution proposée par L. Kump consiste à incriminer pour cette baisse de CO₂ l'orogénèse calédonienne et appalachienne.

L'étude de L. Kump s'intitule A weathering hypothesis for glaciation at high atmospheric pCO2 during the Late Ordovician, et le résumé nous explique le cheminement de la glaciation, extrait : 

In the midst of glaciation, atmospheric pCO2 began to rise as continental silicate weathering rates declined in response to coverage of weathering terrains by ice sheets. At first, this enhanced greenhouse effect was overcompensated for by ice-albedo effects. Ultimately, however, atmospheric pCO2 reached a level which overwhelmed the cooling effects of ice albedo, and the glaciation ended.

Au milieu de la glaciation, le pCO2 atmosphérique a commencé à augmenter à mesure que les taux d'altération du silicate continental diminuaient en réponse à la couverture des terrains altérés par les inlandsis. Dans un premier temps, cet effet de serre accru a été surcompensé par des effets d'albédo glace. En fin de compte, cependant, le pCO2 atmosphérique a atteint un niveau qui a dépassé les effets de refroidissement de l'albédo des glaces, et la glaciation a pris fin.

Et voilà !

Maintenant nous pouvons nous concentrer sur les dernières 800 000 années ; vous vous souvenez peut-être (si vous ne vous êtes pas endormi) qu'au début de ce (long) billet je vous ai promis que nous verrions pourquoi j'avais encadré les 800 000 dernières années dans le graphique que je vous montre à nouveau pour vous éviter l'effort de revenir plus haut :

Graphique repris avec la mention dans le cadre noir des 800 000 dernières années (approximativement)

Nous avons l'explication pour la glaciation du Paléozoïque qui était supposée « détruire l'hypothèse du RCA » d'après monsieur Felix (on en rit encore dans les chaumières) mais que s'est-il passé plus récemment et pourquoi avoir choisi les 800 000 dernières années ?

Ben tout simplement j'ai pris les 800 000 dernières années parce que je n'avais pas le choix !

En effet, les carottes de glace de l'Antarctique qui ont permis de reconstituer l'évolution du climat dans le passé ne peuvent pour l'instant pas aller au-delà de ces 800 000 ans, comme l'explique Les carottes de glace témoignent du climat du passé :

Jouzel et son équipe vont produire d’abord le fameux enregistrement climatique des derniers 400 000 ans en mesurant la composition isotopique de la carotte de Vostok, puis sur E.P.I.C.A. D.C. le plus long jamais obtenu à partir des carottes de glace. Publié en 2007 dans la revue Science, il couvre les 800 000 dernières années.

Le site pavot-svt nous donne des détails :

Bilan : Les carottes de glaces obtenues par des forages aux pôles permettent d'avoir des indices du climat des 800000 dernières années : 

• Les variations de la température au dessus des calottes polaires sont déduites de la composition isotopique de l’oxygène (¹⁸O/¹⁶O) de la glace. En effet, la proportion de ¹⁸O dans les précipitations actuelles diminue avec la température. Plus le δ¹⁸O est élevé, plus les températures sont élevées ; et inversement.
• L'analyse des bulles d'air emprisonnées dans la glace permet de reconstituer l'évolution de certains gaz atmosphériques, en particulier les gaz à effet de serre : CO₂ et CH₄ (méthane). Les variations de température sont liées à des variations de concentration en gaz à effet de serre (CO₂, CH₄) dans l'atmosphère.
• De plus, l'ensemble des données obtenues permet de voir une cyclicité dans le climat avec des périodes glaciaires et des périodes interglaciaires.

Et voici l'étude intitulée High-resolution carbon dioxide concentration record 650,000–800,000 years before present dans laquelle figure ce graphique :

The Dome C temperature anomaly record with respect to the mean temperature of the last millennium8 (based on original deuterium data interpolated to a 500-yr resolution), plotted on the EDC3 timescale13, is given as a black step curve. Data for CO2 are from Dome C (solid circles in purple5, blue4, black: this work, measured at Bern; red open circles: this work, measured at Grenoble), Taylor Dome6 (brown) and Vostok1,2,3 (green). All CO2 values are on the EDC3_gas_a age scale26. Horizontal lines are the mean values of temperature and CO2 for the time periods 799–650, 650–450, 450–270 and 270–50 kyr bp. Glacial terminations are indicated using Roman numerals in subscript (for example TI); Marine Isotope Stages (MIS) are given in italic Arabic numerals27

Bref, un quasi-parfait parallélisme entre évolutions du CO₂ et de la température que l'on peut encore mieux voir dans cet article de climat-en-questions :

Co-variation de la température et du CO2 durant les 800 000 dernières années.

Mais à une échelle de temps plus courte nous avons également cette étude intitulée Palaeoclimate constraints on the impact of 2 °C anthropogenic warming and beyond qui nous montre plusieurs graphiques dont celui-ci (que j'avais déjà publié dans Coup de chaud sur la planète) :

Evolution de la concentration en CO2 et de la température depuis 2000 ans.

Par conséquent, depuis au moins 800 000 ans toutes les études scientifiques sérieuses (i.e. qui ne sont pas sorties du chapeau de Patrick Moore) nous enseignent que CO₂ et températures naviguent de conserve (et non de concert)

Mais est-ce que tout cela sera suffisant pour faire changer d'avis le sieur patanjali ? Permettez-moi d'en douter fortement.