Phantastic Job!

 De nombreux climato-charlots écrivent sur des blogs ou disent lors d'interviews dans des médias confidentiels que « le climat a toujours changé », comme si cela invalidait le réchauffement actuel causé par les activités humaines. Il s'agit évidemment d'un vulgaire sophisme a l'attention des gogos incapables de réfléchir correctement.

Le climat a effectivement toujours changé, et c'est le rôle des paléoclimatologues de nous éclairer sur les variations climatiques passées.

Le problème est évidemment que les thermomètres n'existaient pas il y a seulement 400 ans en arrière, sans compter que les mesures précises et globales de la planète ne sont apparues que dans la deuxième moitié du 19e siècle, ce qui fait que quand on veut reconstituer les températures des derniers millions d'années on est obligé d'utiliser des proxys tels que 

• carottes de glace
• cernes des arbres
• feuilles fossilisées
• sondages géotechniques
• coraux
• grains de pollens
• sédiments lacustres et océaniques
• etc.

En combinant un maximum de proxys les climatologues arrivent, avec toutefois des marges d'incertitude relativement importantes plus ils remontent dans le passé, à reconstituer l'évolution des températures sur plusieurs centaines de millions d'années.

Dans mes climactualités je tiens à toujours mentionner quelques graphiques tel celui-ci :

Evolution du CO₂ et de la température depuis 540 millions d'années (source confex.com)

Je viens de me rendre compte que le lien servant de source ne fonctionnait plus et je n'ai pas réussi à retrouver la référence de ce graphique. Il s'agissait à l'origine d'un graphique tiré d'une conférence de l'AGU, si quelqu'un arrive à le retrouver qu'il me fasse signe.

Il existe cependant un moyen de s'assurer qu'il est toujours d'actualité, c'est en constatant que l'étude qui vient de paraitre dans la revue Science, A 485-million-year history of Earth’s surface temperature, présente un graphique qui reprend les grandes lignes sur les 485 derniers millions d'années :

Température moyenne globale de surface de PhanDA au cours des 485 derniers millions d'années.

PhanDA est un acronyme signifiant que l'étude a porté sur le Phanérozoïque, le DA étant l'abbréviation de Data Assimilation (Assimilation des données).

Pour en dire plus sur l'étude en question, n'étant pas moi-même compétent pour vous l'expliquer je laisse la parole à l'excellent Gavin Schmidt qui a écrit un article sur le sujet sur son site RealClimate, Phantastic Job!, jeu de mots que tout un chacun devrait pouvoir comprendre sans difficulté.

Voici donc ma traduction.

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Un article vraiment impressionnant a été publié cette semaine, avec une nouvelle reconstruction des températures mondiales au cours des 500 derniers millions d'années.

Il y a quelque chose d'extrêmement satisfaisant à voir un projet démarrer, puis, plusieurs années plus tard, à voir les résultats émerger et être meilleurs que ce que l'on aurait pu imaginer. Surtout lorsqu'il s'agit d'un projet aussi ambitieux que le suivi précis d'un demi-milliard d'années de climat terrestre.

Pensez à tout ce qui est en jeu : proxies biologiques d'espèces disparues, mouvement des plaques tectoniques, disparition dans les zones de subduction de grandes quantités de sédiments océaniques, interpolation de données éparses dans l'espace et dans le temps, dégradation des échantillons sur des périodes aussi longues. Tous ces éléments ajoutent à l'incertitude.

Ce n'est pas comme si personne n'avait essayé - nous en avons parlé ici en 2014, où nous avons plaidé pour de meilleurs graphiques de la température globale. Aujourd'hui, 10 ans plus tard, nous avons enfin quelque chose.

Température moyenne globale de surface de PhanDA au cours des 485 derniers millions d'années.

Ce travail a été initié dans le cadre du pré-développement de l'exposition Deep Time du Smithsonian (qui a ouvert ses portes en 2019). Les conservateurs souhaitaient disposer d'une chronologie crédible des températures (y compris les glaciations, les périodes de réchauffement, les extinctions, etc.) et, comme beaucoup d'entre nous, ils avaient trouvé la littérature actuelle quelque peu insatisfaisante. Un atelier a été organisé en 2018 (auquel j'ai participé) pour discuter de la manière de faire mieux - mise à jour des données, amélioration du contrôle de la qualité et utilisation de modèles pour mieux relier les signaux locaux ou régionaux aux moyennes mondiales. Il est intéressant de noter que l'effort PhanTASTIC (« Phanerozoic Time-evolving Averaged Surface Temperature Illustrative Curve ») qui en a résulté a été principalement financé par le secteur privé. Cela a permis d'engager une post-doctorante, Emily Judd, qui travaille sur ce projet depuis lors ! L'article Judd et al. (2024) (lien direct) vient de paraître dans Science.

Il convient d'expliquer comment cette reconstruction a été réalisée. Les efforts précédents étaient purement basés sur les données (avec des niveaux variables de corrections pour les effets non climatiques) et peut-être quelques efforts pour estimer les moyennes globales différemment selon que les données provenaient des paléo-tropiques ou des latitudes plus élevées. Dans le cas présent, cependant, une anomalie locale de température (déduite principalement des rapports isotopiques de l'oxygène des carbonates) a été liée à la moyenne mondiale à l'aide d'un ensemble de simulations de modèles climatiques pour chaque période de 5 millions d'années (exécutées avec différents niveaux de CO2 et avec la meilleure estimation de la paléogéographie). Cela a permis d'utiliser même les périodes pour lesquelles les données sont rares pour estimer les températures moyennes mondiales (mais avec une plus grande incertitude). Ce type d'assimilation de données est en fait un processus beaucoup moins dimensionnel que l'assimilation de données que vous connaissez peut-être mieux dans le domaine des prévisions météorologiques, mais il peut s'avérer très efficace.

L'histoire qui en résulte, qui remonte à 480 millions d'années, présente la même ampleur que celle observée précédemment :

Résumé des données publiées précédemment par van der Meer et al (2020).

Le schéma préliminaire qui se trouve actuellement dans l'exposition NHM Deep Time au Smithsonian (via NOAA).

Des températures chaudes avant la glaciation de l'Ordovicien, des hausses de température pendant le Dévonien, une baisse pendant le Carbonifère, un nouveau pic au début du Trias, une légère baisse au Jurassique, un nouveau pic au milieu du Crétacé, puis (grosso modo) un refroidissement au Néogène (et les 3 derniers millions d'années de cycles glaciaires). Toutefois, les pics relatifs des périodes chaudes et froides varient d'une reconstitution à l'autre, tout comme l'ampleur des changements. Cependant, bon nombre des reconstructions précédentes ne concernaient que l'océan, et l'on pourrait s'attendre à ce que la température moyenne globale de l'air en surface (comme c'est le cas ici) amplifie ce phénomène. Par exemple, le réchauffement au milieu du Crétacé (~20 ºC de plus qu'à l'époque préindustrielle) est nettement plus important que dans les travaux antérieurs.

Quelle est la prochaine étape ?

Comme dans un autre article récent sur le paléo, les auteurs tentent partiellement d'estimer ce qu'ils appellent une sensibilité « apparente » du système terrestre (ESS), qui est simplement basée sur une régression des températures reconstituées avec le CO2 reconstruit. Ils obtiennent une SSE d'environ 7,7±0,6ºC (IC à 95 %). Ce calcul n'est cependant pas tout à fait correct (comme nous l'avons discuté dans le post précédent). Le forçage radiatif sur une période aussi longue doit prendre en compte l'augmentation de l'irradiation solaire (environ 4 %) et les impacts de la paléogéographie sur la température qui ne sont pas liés aux changements des gaz à effet de serre. Le premier facteur augmente la sensibilité apparente, le second la diminue. En outre, l'ESS n'est pas la même que la sensibilité « standard » de Charney (qui suppose des nappes glaciaires statiques), de sorte qu'une estimation de l'ESS devrait tenir compte des niveaux variables de glace terrestre au cours de cette période et serait plus faible. [Il serait peut-être possible d'obtenir une meilleure estimation à partir de ces seules données... à suivre donc].

Qu'est-ce qui pourrait mal tourner ?

Il s'agissait d'une approche nouvelle et ambitieuse d'un problème difficile, et il y a encore beaucoup d'incertitudes non prises en compte. L'estimation préalable des températures (basée sur un modèle climatique unique, quelque peu ancien) pourrait être biaisée, les incertitudes de la paléogéographie pourraient être importantes, les corrections du temps profond pour les effets diagénétiques sur les isotopes de l'oxygène pourraient être incorrectes, etc. On aimerait que ces questions soient approfondies dans le cadre de travaux ultérieurs, mais cela pourrait prendre un certain temps - il a fallu des années pour réaliser les centaines de simulations de modèles climatiques, et cela prendrait encore plus de temps avec un modèle plus moderne.

Cette approche a été conçue pour cette reconstruction spécifique à long terme - et non pour la variabilité à court terme, mais on pourrait envisager un effort analogue davantage axé sur le PETM, ou le Permien-Trias, qui pourrait donner un meilleur aperçu des changements géologiques rapides.

Bravo !

Rien n'est jamais définitif en matière de paléoclimat, mais il s'agit là d'un effort considérable qui établit réellement la norme méthodologique pour l'avenir. Félicitations à Mme Judd et au reste de l'équipe (ainsi qu'aux nombreuses personnes qui ont fait pression en faveur d'une meilleure reconstruction tout au long du processus).

Références

1. E.J. Judd, J.E. Tierney, D.J. Lunt, I.P. Montañez, B.T. Huber, S.L. Wing et P.J. Valdes, « A 485-million-year history of Earth's surface temperature », Science, vol. 385, 2024. http://dx.doi.org/10.1126/science.adk3705
2. D.G. van der Meer, C.R. Scotese, B.J. Mills, A. Sluijs, A. van den Berg van Saparoea, and R.M. van de Weg, "Long-term Phanerozoic global mean sea level: Insights from strontium isotope variations and estimates of continental glaciation", Gondwana Research, vol. 111, pp. 103-121, 2022. http://dx.doi.org/10.1016/j.gr.2022.07.014

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Voilà, maintenant vous savez que le climat a toujours changé, mais si vous voulez en connaitre plus sur les raisons de ces changements climatiques, plutôt que de gober ce que vous racontent les climato-charlatans vous pouvez vous procurer le livre de Gilles Ramstein Voyage à travers les climats de la Terre. Attention il va falloir vous accrocher, mais la véritable information n'est pas toujours une partie de plaisir !