Anthropocene

Une formule mathématique prédit une extinction massive pour 2100

Voilà pourquoi les humains devraient vraiment éviter de relâcher des dizaines de milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère chaque année.

par Kate Lunau
21 Septembre 2017, 10:28am

Image : Elijah White

Cinq extinctions massives ont balayé la Terre au cours des 540 derniers millions d'années. La plus importante, il y a quelque 250 millions d'années, a entraîné la disparition de 95% de toutes les espèces de l'époque. Les scientifiques étudient ces événements catastrophiques dans l'espoir de mieux comprendre ce qui se passe aujourd'hui : du fait des bouleversements écologiques causés par l'homme, les animaux meurent à une vitesse alarmante. Beaucoup de chercheurs pensent que l'anthropocène est le théâtre de la sixième extinction de masse de l'histoire.

Toutes les extinctions massives passées sont survenues dans le cadre d'une perturbation du cycle du carbone, le processus naturel qui lie la respiration cellulaire (qui diffuse du dioxyde de carbone) et la photosynthèse (au cours de laquelle les plantes absorbent du dioxyde de carbone pour alimenter leur croissance). Le truc, c'est que nous autres humains relâchons des quantités faramineuses de dioxyde de carbone dans l'environnement.

Un article publié le 20 septembre dernier dans Science Advances suggère qu'une extinction massive semblable à celles que la Terre a déjà connues pourrait être déclenchée par l'ajout d'une certaine quantité de dioxyde de carbone dans les océans, le milieu naturel de la majorité des espèces animales et végétales de la planète.

L'article donne une estimation précise de cette quantité : 310 milliards de tonnes. À en croire son auteur principal, Daniel Rothman, professeur de géophysique au département des sciences terriennes, atmosphériques et planétaires du MIT, les prédictions du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) indiquent que nous atteindrons ce nombre avant 2100. Dès lors, nous entrerons en "territoire inconnu".

Les extinctions massives précédentes se sont déroulées sur des milliers, voire des millions d'années, mais la période de changement que nous traversons actuellement n'a duré que quelques centaines d'années tout au plus. Les comparaisons sont donc difficiles. Bien qu'un grand nombre d'experts affirment que la Terre est déjà plongée dans une sixième extinction massive, Daniel Rothman m'a rappelé qu'il s'agissait toujours là d'une "question scientifique".

Une fois que notre planète aura atteint la limite fatidique des 310 gigatonnes, m'a-t-il expliqué, nous verrons survenir des changements qui "amplifieront" tout ce qui est arrivé par le passé. Ces changements, on vous le rappelle, ont été associés à toutes les extinctions massives qui ont déjà eu lieu.

"Il peut être intéressant de remarquer que, dans l'histoire de la vie et du cycle du carbone, chaque événement majeur d'un côté est suivi par un événement majeur de l'autre", m'a expliqué Rothman. Nous savons que chaque extinction de masse a été marquée par une perturbation du cycle du carbone ; cependant, nous savons aussi que toutes les perturbations du cycle du carbone qui ont marqué l'histoire de notre planète n'ont pas été accompagnées par une extinction de masse.

Pour Rothman, une extinction massive peut survenir dans deux cas de figure. Dans le premier, le cycle du carbone est perturbé sur une longue période. Si le taux de changement est trop élevé pour permettre aux écosystèmes de s'adapter, l'extinction commence. Dans la seconde, ces changements dans le cycle du carbone sont si abrupts que la vitesse à laquelle ils s'imposent n'a pas d'importance ; c'est leur seule magnitude qui déclenche une extinction.

Rothman a conçu une formule mathématique qui met en relation ce taux de changement et cette magnitude critiques à la période sur laquelle ils surviennent. Ensuite, il s'est intéressé à 31 perturbations du cycle du carbone qui sont survenues au cours des 542 derniers millions d'années et estimé la masse de carbone présente dans les océans pour chacune. Ces calculs lui ont permis de découvrir une limite qui semble ne pas avoir été dépassée par la plupart des 31 perturbations en question. Dans ces cas-là, aucune catastrophe ou hécatombe n'est à déplorer.

Le truc, c'est que quatre des cinq extinctions massives passées ont franchi cette limite. La pire de l'histoire de la Terre - celle qui a coûté la vie à 95% des espèces présentes à l'époque - est celle qui l'a le plus dépassée. À moins que nous ne changions rapidement quelque chose, cette limite de 310 milliards de tonnes sera aisément franchie par les humains d'ici à 2100 : les simulations les plus pessimistes estiment que les océans contiendront 500 gigatonnes de carbone en 2100.

Dépasser les 310 gigatonnes de carbone nous place "de l'autre côté de la frontière de la stabilité", m'a affirmé Rothman. Cela ne veut pas dire que le 2 janvier 2100 sera le jour du jugement dernier pour toutes les espèces de la planète : "Le jour d'après, tout le monde se réveillera et ira travailler comme d'habitude", a-t-il expliqué. Le vrai désastre aura besoin de 10 000 ans, peut-être plus, pour prendre toute son ampleur.

Beaucoup de questions restent en suspens. D'abord, les mécanismes qui lient le cycle du carbone aux extinctions massives sont toujours obscurs. Les bouleversements du cycle du carbone "pourraient être un signe comme un symptôme", explique Rothman. Son article n'aborde pas les possibilités de changement des taux d'extinction après 2100 ou le caractère peut-être irréversible de tout ceci.

Un jour, la situation sera peut-être devenue si grave que les humains seront contraints de s'intéresser à des plans d'extractions du carbone risqués, type géo-ingénierie. "Je pense qu'ils méritent certainement notre attention", a déclaré Rothman.

Nous approchons rapidement d'un point critique que notre planète a déjà franchi à plusieurs reprises. Si nous ne ralentissons pas, nous l'atteindrons de notre vivant et n'aurons d'autre choix qu'en souffrir les conséquences.