vendredi 1 mars 2019

Cap sur le Pliocène

400 parties par million (ppm) de CO2 dans notre atmosphère. Tel est le niveau que nous avons atteint et dépassé en 2018. La nouvelle, en soi, ne serait qu'une simple anecdote si cela n'était parcequ'un tel niveau de CO2 n'a plus été atteint depuis…  le Pliocène ! Et alors, diront certains. Pour ceux qui étudient les climats du passé ce chiffre est pourtant un clair avertissement. La courbe ci-dessous, qui compare le taux de CO2 mesuré dans les bulles piégées dans la glace antarctique avec les variations de températures établies à partir de l’étude des isotopes stables de l’oxygène, est particulièrement intéressante et révélatrice. Elle suggère en effet une étroite relation entre taux de CO2 et température. Il y a donc fort à parier que l’actuelle montée des températures n’est en réalité que l’amorce d’un réajustement qui devrait nous conduire à une situation d’équilibre qui n’est autre que celle du Pliocène, dernier moment où la quantité de CO2 était similaire à l’actuelle.


Évolution de la température (en rouge) y du CO2 (ableu et vert) au cours des derniers 800.000 ans.

Tout cela en imaginant, bien sûr, qu’il n’y ait pas de nouveaux apports de CO2. Hors, la consommation d’hydrocarbures ne cesse d’augnenter. La courbe d’évolution des températures au cours des derniers 65 millions d’années devrait, dans ces conditions, facilement vous convaincre que le fameux seuil des 2 degrés de réchauffement à ne pas dépasser est une chimère. Nous atteindrons et dépasserons ces 2 degrés quand bien même nous cessions du jour au lendemain de rejeter du gaz carbonique dans l’atmosphère...



Soyons honnêtes et acceptons que les températures ne cesseront d'augmenter au cours des prochaines décennies et siècles. N'est-il pas tentant, dans un tel contexte, de jeter un petit coup d'oeil en arrière et d'examiner les données des géologues et des paléontologues pour savoir à quoi ressemblait ce Pliocène qu'il semble bien que nous soyons condamnés à revivre ? Si le principe de l'actualisme de James Hutton et de Charles Lyell est correct et qu'il est effectivement possible de reconstruire les conditions climatiques du passé en se basant sur le analogies avec le présent, nous pouvons tout aussi bien utiliser ce que nous savons du passé pour essayer de prédire quelle sera l'´évolution future de nos paysages et écosystèmes. Dans ce premier article, nous nous contenterons de décrire, d'une manière très superficielle et générale, quelques unes des conséquences à attendre du changement climatique en cours.

Montée du niveau de la mer

Une des conséquences les plus inquiétantes du changement climatique, que l'on tend un peu à sous-estimer, est la montée du niveau de la mer. Nous avons tendance à considérer les grandes masses gelées de l'Arctique et de l'Antarctique comme quelque chose d'inamovible et à penser que les changements qui les affectent sont extrêmement lents. La brutale accélération, depuis quelques années, de la fusion du Groenland, dont la surface entière fond en été les années les plus chaudes et la mise en évidence de l'existence de tout un réseau de drainage qui traverse toute la masse de glace et atteint le substrat rocheux, ont cependant allumé toutes les alarmes. Les scientifiques ont depuis revu considérablement à la hausse leur estimations de la montée du niveau de la mer. Il y a quelques années, la plupart des rapports prévoyaient une montée d'environ 30 centimètres d'ici à la fin du siècle mais il n'est pas rare aujourd'hui d'écouter que ce niveau pourrait monter de 1 ou 2 mètres. Une telle remontée du niveau de la mer dans un laps de temps aussi court (l'espérance de vie d'un homme) aurait bien sûr des conséquences dramatiques dans bien des régions. A plus long terme, si toute la glace qui couvre le Groenland venait à fondre, c'est une montée du niveau de la mer de 7 mètres qu'il faudrait attendre. Et si la glace antarctique, à son tour, se réduisait pour atteindre les dimensions  qu'elle occupait au Pliocène Moyen, le niveau de la mer pourrait monter d'environ 35 mètres...



Carte montrant les zones du bas Guadalquivir que la mer occuperait si le niveau de la mer venait à monter de 7 mètres / www.floodmap.net



Une des régions d'Europe qui souffrirait le plus les conséquences d'une élévation du niveau de la mer serait sans nul doute le bas Guadalquivir (SW de l'Espagne). Avec une montée du niveau de la mer de 7 mètres, celle-ci arriverait aux portes de la ville de Séville. Un grand golfe se formerait entre la capitale andalouse et l'actuelle ligne de côte qui, en réalité, existait déjà dans l'Antiquité et fut peu à peu comblé par les apport terrigènes du Guadalquivir. En observant attentivement cette carte dans l'application floodmap, il est facile de se rendre compte que la majorité des villes de cette région se situent, précisément, sur les marges de ce golfe. Il semble donc que bon nombre d'entre elles furent construites sur les rives de ce paléo-golfe et, si la fusion des calottes de glace du Groenland et de l'Antarctique ne se détient pas, il y a fort à parier qu'elles redeviendront des cités portuaires. Le parc national de Doñana, quant à lui, disparaîtrait presque complètement mais il sera très intéressant d'étudier dans cette zone mouvante la dynamique des écosystèmes et d'observer comment se forment de nouveaux écosystèmes peut-être tout aussi intéressants que les actuels. Qui sait si dans le futur, sous un climat franchement tropical, nous ne verrons pas les processions se rendant à El Rocío progressant en barque entre les racines des palétuviers...


Avec la montée du niveau de la mer et des températures, l'aspect du bas Guadalquivir pourrait beaucoup changer et ressembler à ceci...



Montée des étages de végétation

Une autre conséquence logique de l'augmentation de la température moyenne est la migration des espèces vers les pôles et la montée en altitude des étages de végétation. Pour se faire une petite idée de l'importance de ces changements il convient de rappeler ici une donnée météorologique de base: le gradient adiabatique de l'atmosphère. Ce gradient est de 1 degré pour 100 mètres dans une atmosphère sèche et de 0,57 degré pour 100 mètres dans une atmosphère humide. Sachant quelle a été l'augmentation de la température au cours des dernières décennies, il est donc relativement aisé de se faire une idée approximative de l'élévation potentielle des étages de végétation que cela suppose. En Europe Centrale, la température moyenne annuelle a augmenté d'environ 3 degrés depuis la fin du XIXe siècle. En me basant sur les valeurs extrêmes du gradient adiabatique de l'atmosphère, cela signifie donc que les étages de végétation, au moins potentiellement, se sont déjà élevés en altitude de 300 à 546 mètres. Ceci ne signifie pas pour autant que les étages de végétation aient suivi ce déplacement potentiel des étages de végétation. Comme nous le verrons dans un prochain article, cette migration est en réalité beaucoup plus lente.


Evolution de la température moyenne annuelle dans le Nord de la Suisse.

Les prévisions pour la fin de ce siècle étant d'une augmentation de la température qui doublerait ce qui a déjà été observé depuis le début du XXe siècle (6 degrés de plus en Europe Centrale) la montée des étages de végétation dans cette région pourrait être de 600 à 1000 mètres. Ce qui est énorme (1 kilomètre). Afin de me faire une idée un peu plus concrète de ce que ces chiffres signifient, j'ai essayé d'imaginer à quoi pourrait ressembler les Alpes et le Jura si les étages de végétations venaient à monter de 800 mètres (valeur intermédiaire):







Dans ce diagramme les étages de végétation ont simplement été "remontés" de 800 m pour montrer à quoi pourrait ressembler cette région à la fin du siècle supposant que la végétation soit capable de répondre rapidement à ce brusque changement de température. Nous verrons dans un article à venir que c'est bien loin d'être le cas. Admettons, cependant, dans cet exercice purement théorique, que cela soit le cas. Imaginer que les espèces déjà présentes soient capables de gagner de l'altitude sur des distances relativement courtes est facile à imaginer. Mais que se passera-t-il à plus basse altitude ? Imaginons, par exemple, l'évolution de la végétation dans une chaîne de montagnes comme le Jura. Au pied de cette chaîne de montagnes la forêt est aujourd'hui essentiellement constituée de chênes. Par endroits, sur les versants exposés, des petites populations de chêne pubescent donnent à ces stations un petit air typiquement sub-méditerranéen. Que se passera-t-il dans cette région si les étages de végétation venaient à monter de près de 800 mètres ? La réponse est évidente: le chêne pubescent sera roi et, pour autant qu'il puisse atteindre cette région, le chêne vert devrait occuper les stations les plus chaudes. Un sacré voyage difficilement imaginable en si peu de temps et sans l'aide de l'homme... De là à imaginer la présence du cèdre sur les crêtes du Jura il n'y a qu'un pas qu'il me paraît logique de franchir sachant que cette espèce prospère dans l'étage du chêne pubescent. Essayez maintenant d'imaginer les difficultés de prévoir les changements qui pourraient avoir lieu dans des régions où il nous manque toute référence proche des écosystèmes qui pourraient substituer les actuels. Sur la façade atlantique, bon nombre de localités pourraient avoir à la fin de ce siècle un climat de type subtropical humide. Imaginez-vous quel type de végétation se développe dans de telles conditions ?


Forêt de lauriers sur l'île de La Palma (Iles Canaries) / Fotografía: Gruban / Licencia: CC BY-SA 2.0

Écosystèmes nouvels

La montée des températurea et la modification du régime des précipitations pourrait donc conduire à l'apparition, dans certaines régions, d'écosystèmes aujourd'hui totalement absents de notre territoire. Ces écosystèmes pourraient être fort semblables à ceux du passé, que nous évoquerons dans un prochain article. Verrons nous, par exemple, réapparaître les mangroves sur nos côtes si les températures continuent d'augmenter ? Les zones côtières, en tout cas, présentent un aspect de plus en plus exotique en raison de l'acclimatation et la naturalisation de nombreuses plantes originaires des régions tropicales et subtropicales. Une famille, en particulier, contribue grandement à ce changement de physionomie, qui ne fait par ailleurs que commencer: les palmiers. Ceux-ci se sont naturalisées dans de nombreuses zones côtières de la Péninsule Ibérique et font aujourd'hui partie intégrante du paysage de ces régions. Nous pourrions dire la même chose des cactus et de bon nombre de plantes grasses, dont certaines espèces se sont acclimatées dans la région méditerranéenne il y a déjà plusieurs siècles.


La naturalisatinn de différentes espèces de palmiers donne à nos paysages un petit air subtropical.

Nous l'évoquions un peu plus haut, la hausse des températures (surtout hivernales) dans les régions les plus arrosées pourrait favoriser le développement d'un type de végétation (espèces à feuilles persistantes) qui a totalement disparu du continent européen à la fin de l'ère tertiare. Imaginer le retour d'espèces disparues depuis le Tertaire qui ne survivent aujourd'hui que sur quelques îles de l'Atlantique (Canaries, Madère, Açores) peut paraître de la science fiction. C'est pourtant bien ce que l'on observe déjà dans le sud des Alpes ou dans la Serra de Sintra (Portugal), où une espèce comme Persea indica, originaire des Canaries et de Madère, est d'hors et déjà considérée comme invasive. Dans le SE de la Péninsule Ibérique, bien au contraire, le manque d'eau pourrait conduire au développement d'écosystèmes comme la savane ou le désert.


Les grands biomes dans le bassin méditerranéen occidental au Pliocènen Moyen. Les grands contrastes qui s'observent aujourd'hui existaient déjà à cette époque, encore plus marqués entre une façade atlantique couverte de laurisylves et un SE désertique. / Fauquette S. et al. (1999) / Climate and biomes in the West Mediterranean area during the Pliocene / Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, vol. 152, pp. 15–36..

Que les futures conditions climatiques soient semblables à ce qu'elles étaient par le passé ne signifie bien évidemment pas que les écosystèmes du futur seront absolument identiques à ceux du passé. L'étude du passé nous permet d'entrevoir quelles pourraient être les grandes tendances mais il est évident que bien des écosystèmes seront absolument inédits. L'homme à déplacé et mis en contact des espèces provenant d'horizons divers et beaucoup d'entre elles profiteront sans nulle doute de l'occasion qui leur a été donnée d'occuper de nouveaux territoires. De nouvelles espèces, fruit de l'évolution et de l'hybridation des espèces aujourd'hui considérées comme "exotiques", apparaitront très certainement, bousculant toutes nos certitudes. Peut-on considérer "exotique" une espèce apparue sur notre territoire et adaptée aux conditions écologiques qui l'ont vu naître ?


Les petits bosquets d'ormes de Sibérie et d'ailantes qui se forment dans la périphérie de nos villes sont un bon exemple d'écosyatème totalement inédit qui s'est développé dans des conditions nouvelles que ces plantes ont su exploiter.

L'ampleur des changements prévus nous oblige d'hors et déjà à remettre en question pas mal d'aspects de notre politique de protection de l'environnement, fondamentalement conservationiste, mais surtout à un grand changement de mentalité. C'est l'objectif principal que se fixe ce blog écrit par un géologue de formation né en Suisse et établi depuis pas mal d'années en Espagne qui vous invite à le suivre dans ce long voyage à travers le temps et à travers l'espace, à la découverte d'un passé qui pourrait étrangement ressembler à notre futur et qui nous oblige à contempler le présent sous une toute autre perspective...

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