4,5 milliards d’années en cinq climats

Il y a 4,5 milliards d’années, le Soleil émettait moins d’énergie qu’aujourd’hui. Pourtant, les indices géologiques montrent assez tôt la présence d’eau liquide. L’atmosphère primitive, riche en gaz à effet de serre émis par le volcanisme, a probablement compensé ce Soleil plus faible.

La composition de l’air était très différente : presque pas d’oxygène libre, beaucoup de dioxyde de carbone, de méthane et de vapeur d’eau. Avec l’apparition d’organismes photosynthétiques, l’oxygène s’est accumulé et la chimie de la planète a été profondément transformée.

Entre 720 et 635 millions d’années, plusieurs épisodes dits de « Terre boule de neige » ont vu les glaciers atteindre les basses latitudes. La glace réfléchissant fortement la lumière solaire, son extension entretenait le refroidissement. Cette boucle amplificatrice aurait pu maintenir la planète gelée très longtemps.

Les volcans ont continué à émettre du CO₂, tandis que l’altération des roches, freinée par la glace, en retirait moins de l’atmosphère. Le gaz s’est accumulé jusqu’à provoquer un puissant effet de serre et une déglaciation brutale. Cet épisode illustre l’existence de rétroactions et de seuils dans le système climatique.

Il y a environ 100 millions d’années, les dinosaures vivaient sur une planète plus chaude, sans grandes calottes polaires permanentes. Le niveau des mers dépassait largement l’actuel et des forêts poussaient à de hautes latitudes. Une activité tectonique intense entretenait des concentrations élevées de CO₂.

Ce climat chaud s’est installé sur des millions d’années. Les espèces et les continents ont eu le temps de se déplacer et de se transformer, même si des crises biologiques ont ponctué la période. La comparaison avec aujourd’hui doit donc tenir compte de la vitesse : les sociétés modernes, les villes et l’agriculture font face à une évolution concentrée sur quelques générations.

Depuis environ 2,6 millions d’années, la Terre alterne périodes glaciaires et interglaciaires. De lentes variations de l’orbite et de l’inclinaison terrestres modifient la répartition saisonnière de l’énergie solaire. Elles amorcent des changements ensuite amplifiés par la glace, les océans et les gaz à effet de serre.

Au dernier maximum glaciaire, il y a 21 000 ans, d’immenses calottes couvraient le nord de l’Europe et de l’Amérique. La température mondiale était environ 6 °C plus basse qu’à l’époque préindustrielle et le niveau marin près de 120 mètres plus bas. La déglaciation s’est déroulée sur plusieurs millénaires.

L’Holocène, commencé il y a environ 11 700 ans, a offert une relative stabilité climatique au sein de laquelle l’agriculture puis les civilisations urbaines se sont développées. Depuis le XIXe siècle, la température mondiale a augmenté d’environ 1,3 °C par rapport à la période 1850–1900.

Les cycles orbitaux sont trop lents pour expliquer cette hausse et auraient plutôt favorisé un très léger refroidissement à long terme. L’activité solaire n’affiche pas de tendance capable de produire le réchauffement observé. Les volcans ont surtout un effet refroidissant temporaire. En revanche, l’augmentation des gaz à effet de serre reproduit la trajectoire mesurée.

Les archives du passé montrent que le CO₂ et la température sont intimement liés et qu’un changement mondial de quelques degrés transforme profondément les glaces, les océans et le vivant. Elles ne fournissent pas un refuge à l’inaction : elles donnent l’échelle du risque.