Cambiamenti climatici improvvisi

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Un cambiamento climatico improvviso è definito come un cambiamento climatico di sistema globale, su larga scala e che si verifica in un breve periodo di tempo dal punto di vista geologico e climatico (pochi decenni o meno). Un tale cambiamento provoca un'interruzione significativa nei sistemi naturali e causerebbe un'interruzione sociale ed economica significativa, mettendo potenzialmente in pericolo l'umanità.

Problemi e stato delle conoscenze, all'inizio del XXI ° secolo

Un riscaldamento improvviso e catastrofico che potrebbe mettere a rischio l'umanità a breve termine è un'ipotesi climatica che è stata presentata per la prima volta come altamente speculativa e più di fantascienza che come una seria previsione, prima di assumere consistenza. Scienza dal Vertice di Rio (giugno 1992) , poi difficoltà nell'applicazione del protocollo di Kyoto . Questa possibilità sta iniziando ad essere presa in considerazione dai prospettivisti , in particolare dall'IPCC sotto l'egida dell'ONU , poi da un sommario universitario e un rapporto di valutazione perché cambiamenti importanti e repentini possono mettere in pericolo tutto o parte del progetto. Umanità, biodiversità o capacità delle società e degli ecosistemi per adattarsi. La stampa mainstream ne fece gradualmente eco, con ad esempio in Francia un editoriale su Le Monde del 18 novembre 2000, che faceva riferimento ai negoziati internazionali sul clima " più difficile di quello sul disarmo nucleare ", e metteva in luce il gioco " il futuro dell'umanità ". .

Nuove proiezioni aumento del livello del mare, alla fine del XXI e secolo superano proiezioni del AR4 dell'IPCC (0,28 ± 0,10 m 0,42 ± 0,16 m salita) ma nessuna certezza è possibile.

Non ci sono ancora prove di forti cambiamenti antropogenici nelle precipitazioni in Nord America, ma con i modelli che avanzano e la mancanza di un sufficiente miglioramento delle emissioni di gas a effetto serra , le previsioni sono più pessimistiche rispetto ai primi rapporti dell'IPCC, in particolare per quanto riguarda il rischio di ondate di caldo e siccità estive gravi e persistenti, un fenomeno che potrebbe essere già iniziato, ma che non poteva ancora essere distinto dalla naturale variabilità degli idroclimi nel sud-ovest della Francia. "Nord America.

I problemi posti da un repentino cambiamento climatico

Sono legati in particolare ai seguenti fenomeni:

il rapido scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari, con conseguente aumento del livello del mare e problemi idrici;
un cambiamento generale e radicale nei cicli idrologici e nei climi locali;
un improvviso cambiamento nella circolazione di acqua calda e fredda e masse d' aria , con interruzione degli strati di acqua salata;
esacerbazione del riscaldamento (se lo shock climatico non va nella direzione del raffreddamento), da incendi boschivi e soprattutto attraverso il rapido rilascio nell'atmosfera di idrati di metano dal permafrost e dai fondali costieri;
rischi eco-epidemiologici associati ; i cambiamenti nelle zone climatiche consentono ai microbi di colonizzare aree dove i loro ospiti non hanno acquisito l' immunità naturale;
aumento del rischio di catastrofi naturali ( inondazioni , siccità , incendi , malattie , anche terremoti o maremoti a seguito di un riequilibrio eustatico (somma del riequilibrio dei vincoli tettonici indotti dai cambiamenti nella distribuzione delle masse (ghiaccio e mare) gravanti sulla crosta terrestre .

... E conseguentemente

aumento dei rischi sanitari , tecnologici e industriali
aumento del rischio di crisi sociali ( afflusso improvviso di rifugiati , spostamento di aree di cultura e urbanizzazione, ecc.
problemi delle risorse alieutiche legati in particolare alle variazioni di salinità, temperatura e circolazione termoalina, ecc.

Possibili cause di improvvisi cambiamenti climatici

Nel passato

La maggior parte delle estinzioni passate sembra essere dovuta a improvvise variazioni climatiche.

I dati paleoecologici e paleoclimatici disponibili suggeriscono che l'elemento causale di fluttuazioni molto improvvise del clima sembra in passato essere stato un pericolo naturale. Conosciamo diversi tipi:

Pericolo extra-planetario: ad esempio, la caduta del meteorite Chicxulub è spesso citata come causa iniziale del collasso della biodiversità alla fine del Giurassico , ma sembra (Courtillot, 2004) che le eruzioni vulcaniche (shock meteorici indotti o indipendenti ) che ha lasciato trappole gigantesche (nel Deccan , Etiopia ), ha disturbato in modo più drastico il clima per centinaia di anni a una velocità superiore al tasso di possibili adattamenti evolutivi delle specie. In particolare, la crisi della trappola siberiana è associata al massacro del Permiano .

Vulcanismo: Disturbi significativi e misurabili seguirono l'eruzione del Pinatubo (1991) e nel 1783 -1784 quella di Laki (eruzione islandese di cui la nuvola ha lasciato traccia nei registri di mortalità d'Europa (Courtillot, 2005). Nel 1815, il L'eruzione del Tambora ebbe anche conseguenze climatiche globali, con forti perturbazioni nel 1816. Un fenomeno vulcanico su larga scala potrebbe avere conseguenze molto più importanti e durature. Terremoti e tsunami potrebbero forse diventare più frequenti e importanti in caso di riscaldamento o raffreddamento improvviso, a seguito di il riequilibrio eustatico indotto dalle variazioni delle masse dei ghiacciai polari e delle masse d'acqua (laghi, mari, ecc.).
Fusione degli idrati di metano : un massiccio scongelamento degli idrati di metano sarebbe la causa principale dell'estinzione del Permiano-Triassico ci sono 250 milioni di anni (Heydari, 2008; Brand, 2016) e la causa del riscaldamento della palla di neve della Terra 630 milioni di anni fa (Kennedy, 2008). L'attuale riscaldamento globale potrebbe causare uno scioglimento parziale degli idrati di metano del permafrost e del fondo marino, provocando un massiccio rilascio di metano nell'atmosfera che porta a una fuga del riscaldamento globale ( ipotesi del cannone clatrato ): "Se tutto il carbonio intrappolato nel permafrost doveva essere rilasciato, questo potrebbe avere conseguenze drammatiche per il riscaldamento globale ”, spiega Florent Dominé, che menziona un aumento di 5-8 ° C della temperatura entro il 2100, in un file del CNRS.

Prospettive di breve e medio termine

Negli anni 1980-1990 i rischi di questo tipo immaginati per il futuro erano quelli legati alle conseguenze di una grande guerra nucleare , o del vulcanismo . Questi rischi erano associati a un raffreddamento improvviso noto come inverno nucleare , un concetto sviluppato mentre le tensioni legate alla Guerra Fredda erano ancora alte, in uno studio commissionato a 5 rinomati ricercatori, sugli effetti di una guerra nucleare . La loro conclusione, pubblicata su Science nel [1983], in un articolo intitolato Global Atmospheric Consequences of Nuclear War , fu che gli aerosol e la polvere prodotti dalle bombe di 100 megatonnellate in 100 città abbastanza da annebbiare l'atmosfera per la fotosintesi sono prodotti in poche ore impossibili, e una massiccia mortalità delle piante porta a un collasso a catena degli ecosistemi , minacciando la sopravvivenza di tutti gli esseri umani. Sulla base degli impatti delle recenti eruzioni vulcaniche, lo studio ha stimato che la temperatura media scenderà da 5 a 15 ° C. Questo articolo ha influenzato Mikhail Gorbaciov e molti funzionari eletti che hanno poi cercato di avviare un processo di disarmo nucleare .

Dalla fine degli anni '90 alcuni esperti non escludono più un brusco cambiamento opposto; un riscaldamento indotto da massicce emissioni di gas serra che non diminuiscono così rapidamente come gli scenari e gli impegni medi avevano previsto.

I recenti rapidi cambiamenti nello scioglimento dei bordi dell'Antartide occidentale e delle calotte glaciali della calotta glaciale groenlandese , lo stato dei mari e dei coralli , l'avanzata della desertificazione e della deforestazione preoccupano gli esperti e sembrano supportare gli scenari peggiori dell'IPCC . Questi fenomeni hanno subito un'accelerazione negli ultimi 20 anni, superando le prime previsioni più pessimistiche degli anni 90. L'attuale generazione di modelli non è tuttavia ancora sufficientemente efficiente per cogliere correttamente questi processi e anticiparne gli impatti. Si ignora quindi la parte di un possibile inizio di grave squilibrio che potrebbe portare ad un brusco riscaldamento nel XXI ° secolo, e gli squilibri a breve o medio termine sarebbe solo aggiustamenti naturali ai recenti cambiamenti climatici.

Sono possibili e probabili effetti sinergici e aggravanti. Ed è probabile che si esprimano più intensamente e più frequentemente in un clima più caldo. Tuttavia, oggi non sappiamo come prevedere la loro entità e l'attuazione del principio di precauzione si sta rivelando difficile in questo settore.

Metano: Un repentino aumento del contenuto di metano nell'aria, dovuto allo scioglimento dei clatrati è previsto da alcuni esperti:

contribuirebbe a priori , in un ciclo autosufficiente, a un riscaldamento brutalmente accelerato;
un aumento degli incendi boschivi e dell'erosione del suolo (torbidità dell'acqua, zone morte, degrado degli estuari, ecc.) potrebbe congiuntamente peggiorare la situazione in termini di contenuto di gas serra nell'aria;
i modelli disponibili nel 2009 non sono ancora molto precisi, e poco si sa circa lo stock di clatrati (le stime variano di un fattore da 1 a 10), e poco noto anche il ciclo biologico del metano (batteri metanotrofi in particolare ..) . Ma modelli recenti suggeriscono un possibile raddoppio delle emissioni di CH 4 alle alte latitudini (intorno ai poli), tuttavia questo CH 4 ha una durata di vita più breve della CO 2 e contribuisce al riscaldamento 21 volte di più della CO 2 ;
né la modellizzazione né le analisi isotopiche delle carote di ghiaccio polare indicano che quantità molto grandi di idrati di metano sono state improvvisamente rilasciate nell'aria in 100.000 anni. Non ci sono indicazioni forti di problemi attuali o per un futuro molto prossimo. Sembra che ci sia stata una tale crisi al confine tra Paleocene ed Eocene circa 56 milioni di anni fa, ma l'ipotesi deve ancora essere confermata.

Mentre il rischio di rilascio catastrofico di metano nell'atmosfera nel prossimo secolo sembrava fino a poco tempo fa (intorno al 2010) molto improbabile. I modelli attuali suggeriscono un raddoppio delle emissioni nel prossimo secolo, ma sono ancora a priori irrealistici, poiché le incertezze sul metano sono numerose. Non si può escludere o affermare un rapido aumento. L'accelerazione dello scioglimento degli idrati di metano è probabile e accettata, ma la sua entità rimane difficile da stimare. Prima di allora, resta da affrontare il problema del metano emesso da bacini minerari, discariche, fognature, estuari degradati, ecc.

Il rischio di significative eruzioni di metano nell'Artico è ora diventato significativo, persino preoccupante. Gruppi di esperti si sono espressi nel 2012 per lanciare un allarme rosso. Puoi vedere ad esempio il sito arctic-news.blogspot.fr e gli articoli di Nature. Evocano il fatto che i clatrati, sciogliendosi, rilasciano quantità significative di metano che ne impediscono l'eruzione perché hanno formato uno strato compatto, ora in via di scomparsa. Anche le quantità di carbonio, e in particolare di metano, contenute in questi suoli (a terra o in mare) sono state notevolmente rivalutate. Si basano su recenti studi della NASA (monitoraggio satellitare dei livelli di metano e delle temperature attorno al Polo Nord), dell'Università di Fairbanks in Alaska, supportati da indagini visive a terra e in mare. come zona di particolari eruzioni, attribuita alla destabilizzazione dello strato clatrato dall'attività sismica di questa zona. La sovrapposizione con il contenuto di metano osservato dal satellite è alla base di questo confronto. Una campagna di osservazione nell'estate del 2010 e del 2011 ha rivelato un aumento significativo delle zone di ribollimento (campagna navale guidata da Simelitov). Queste osservazioni sono corroborate da recenti manifestazioni di un improvviso inizio di riscaldamento: incendi, significativi aumenti di temperatura.

Le quantità in eruzione sono ancora difficili da determinare, ma vi è un certo consenso sul fatto che siano di entità molto inquietante. Vedi ad esempio l'articolo di Nature sul permafrost dicembre 2011.

La gravità di queste eruzioni è legata all'ampiezza delle aree interessate e alla difficoltà delle azioni umane che possono portare a fermare queste fughe oa ridurne le conseguenze. Le bolle sono infatti associate a tutto il permafrost (25% della superficie emersa dell'emisfero nord), ad aree marine estese per centinaia o migliaia di chilometri, pur essendo circoscritte ad aree più “urgenti”.

Autosufficiente e accelerati cambiamenti polare albedo

La paleoclimatologia mostra che i rapidi cambiamenti nell'albedo e nel volume del ghiaccio sono sempre stati nel passato noto associati a bruschi cambiamenti climatici, con una forte correlazione inversa tra i livelli di CO 2 e CH 4 nell'aria e il volume complessivo del ghiaccio.

Durante il periodo carolingio si verificò un piccolo innalzamento degli oceani, chiaramente percettibile nel Nord Atlantico . Prima di questo, l'ultimo importante innalzamento del livello del mare era associato a uno scioglimento generale dei ghiacciai alla fine dell'ultima era glaciale (circa - 20.000 anni fa), con un aumento medio di 10-20 millimetri all'anno e un grande "afflusso". ". of glacial melt" superiore a 50 mm / anno (in media), nell'arco di diversi secoli, dimostra chiaramente il potenziale di macchie di ghiaccio dovute al rapido livello del mare e ai grandi cambiamenti.

L'innalzamento del livello del mare dei ghiacciai e delle calotte polari ha recentemente subito un'accelerazione. L'equilibrio tra i guadagni e le perdite di massa del Polo Nord è sceso da quasi zero all'inizio degli anni '90 a perdite nette di 100 gigatonnellate all'anno (GT / anno) a oltre 200 GT / anno per le osservazioni più recenti nel 2006. Il ghiaccio antartico ha localmente ispessito, ma il suo bilancio di massa globale è una perdita netta di circa 80 Gt / anno a metà degli anni '90, salendo a quasi 130 GT / anno negli anni 2000.
L'ultima stima (2007) del bilancio di massa dei "piccoli" ghiacciai e calotte di ghiaccio è una perdita di almeno tre volte superiore (380-400 GT / anno) rispetto alla perdita stimata per la metà del 19 ° secolo. secolo. Recenti osservazioni della calotta glaciale mostrano che i cambiamenti nella dinamica del ghiaccio sono stati sottostimati e non ci sono prove che non possano ancora accelerare.

Esiste una forte correlazione tra i periodi di forte scioglimento superficiale e l'aumento della velocità dei ghiacciai, che potrebbe essere dovuta alla diminuzione dell'albedo (il colore dei mari polari e dei suoli si scurisce , consentendo loro di assorbire più calore solare), che riscalda il suolo e aumenta il drenaggio dell'acqua dallo scioglimento accelerato di questi ghiacciai. Questo drenaggio lubrificerebbe la base del ghiacciaio accelerandone la discesa verso il mare, un ulteriore riscaldamento potrebbe aumentare ulteriormente la velocità di fusione e la perdita di massa, in modo non lineare o addirittura esponenziale. I margini della calotta glaciale antartica e groenlandese mostrano un'accelerazione nello scioglimento e assottigliamento della calotta glaciale, con una velocità del ghiacciaio più che raddoppiata in pochi decenni. L'accelerazione di questi ghiacciai spesso è seguita immediatamente alla loro riduzione o alla perdita delle loro estensioni galleggianti. Lo scioglimento dei fronti di alcuni ghiacciai sembra quindi essere accelerato dal loro scioglimento basale, nonostante un riscaldamento oceanico apparentemente debole. L'interazione con le acque calde della periferia di ampie chiazze di ghiaccio, ancora scarsamente modellate, rappresenterebbe una delle più possibili cause di repentino cambiamento del sistema climatico. Il rapporto stima AR4 che le precedenti proiezioni di livello del mare fino alla fine del XXI ° secolo sono stati sottovalutati dai modelli.

Il ruolo della circolazione termoalina

A volte viene menzionato un blocco del "nastro trasportatore" delle principali correnti oceaniche e non può essere escluso a lungo termine. Le stime 2009, tuttavia, suggeriscono che questo rallentamento per il XXI ° secolo non dovrebbe superare il 25-30% (che può essere sufficiente a generare significativi impatti locali e che ritardati), ed è "molto improbabile" crolli questo ciclo o è oggetto di una brusca transizione entro la fine del XXI ° secolo (anche se questa possibilità non può essere del tutto esclusa specificare della relazione che ha aggiunto che, anche senza il crollo di questo ciclo degli autori del XXI ° secolo, le possibili conseguenze di questo evento possono essere gravi, tra cui uno spostamento verso sud della cintura di pioggia tropicale e un aumento più rapido del livello del mare dell'Atlantico settentrionale e interruzione degli ecosistemi marini

Se questo nastro trasportatore viene cambiato, anche le zone di scambio termico tra mare e atmosfera cambieranno, con un possibile impatto maggiore su molti aspetti del sistema climatico globale su più scale temporali.
Molti indizi indicano un forte legame tra i cambiamenti passati nella circolazione termoalina e le fluttuazioni passate della temperatura superficiale dell'Atlantico,
I dati paleoclimatici mostrano che sembrano esserci stati in passato ( durante l'era glaciale in particolare ) cambiamenti significativi in brevi periodi (dieci anni), con un impatto climatico globale molto significativo a livello locale (nell'Atlantico ma anche nelle regioni). dal mondo). E anche con proiezioni basate su uno scenario di moderato indebolimento, è molto probabile che il riscaldamento su scala multidecadica si verifichi su gran parte della regione europea e del Nord America.

Per valutare meglio la credibilità dell'ipotesi del cambiamento improvviso

Per migliorare le previsioni a breve e lungo termine, è necessario stimare, modellare e monitorare meglio:

le cause e le dinamiche a breve, medio e lungo termine dei cambiamenti nel sistema Biosfera-Atmosfera-Oceano-Terra ;
componenti vulnerabili del sistema climatico (compresi i ghiacciai e l'entroterra, ad esempio nel quadro del World Glacier Inventory , correnti marine, ecc.);
l'equilibrio di spessore, area, densità, massa, temperatura, ghisa, ecc. ;
la velocità dei ghiacciai;
movimenti, altitudini e correnti del mare globali e locali;
il pozzo carbona l' oceano, la foresta e il suolo;
il ruolo degli estuari e delle zone morte;
disturbi termoigrometrici e loro conseguenze sul ciclo del carbonio e sull'effetto serra ;
il ruolo degli aerosol;
il livello atmosferico del metano, le sue origini geografiche e la sua composizione isotopica;
le dimensioni e la posizione dei serbatoi di idrato di metano e la loro vulnerabilità ai cambiamenti climatici;
i processi coinvolti nel rilascio di metano dagli idrati e la situazione climatica attuale e futura a seconda che vi sia o meno un'accelerazione del rilascio di metano da zone umide, estuari, discariche e depositi di idrati sulla Terra;
eventi climatici passati (cambiamenti improvvisi in particolare).

Vedi anche

link esterno

Bibliografia

Per un catastrofismo illuminato, Seuil, marzo 2002.

Filmografia

L'undicesima ora, l'ultima curva , film di Leonardo DiCaprio .

Note e riferimenti

2007 Quarto rapporto di valutazione (AR4) del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC)
Sintesi del rapporto " Cambiamenti climatici improvvisi "
" Pace per il clima, guerra nucleare " , su lemonde.fr ,18 novembre 2000
(en) Ezat Heydari et al. , " Mantle plume: The invisible serial killer - Application to the Permiano - Triassic boundary mass extinction " , Paleogeografia, Paleoclimatologia , Paleoecologia ,Aprile 2008( ISSN 0031-0182 , leggi in linea )
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Nuclear Winter, Richard Turco, Owen Toon, Thomas Ackerman, James Pollack, Carl Sagan , La paix surarmée , Belin, 1987
(en) http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01.pdf
capitolo 4 della valutazione pubblicata nel 2009