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Climat : la survenue d’un “effet domino” est-elle déjà engagée ?

Crédits : Natalie Renier / Woods Hole Oceanographic Institution.

Un large ensemble de simulations réalisées à l’aide d’un modèle novateur permet de mieux quantifier le risque d’effet domino ou cascade climatique – une forme de réaction en chaine – pour différents niveaux de réchauffement global. Les résultats révèlent la dimension interconnectée des éléments pouvant bifurquer, tels l’inlandsis groenlandais, et l’importance de les étudier via une approche intégrée. L’étude paraît ce mois-ci dans la revue scientifique Earth System Dynamics.

La forêt amazonienne, les calottes polaires, la circulation méridienne de retournement… Autant d’éléments du système Terre capables de basculer si le climat global venait à se modifier trop fortement. Chaque composante possède son propre point de bascule, répondant à une perturbation au-delà de laquelle le système bifurque, plus ou moins rapidement mais de façon irréversible, vers un nouvel état d’équilibre potentiellement très différent du précédent. Pour ces raisons, on parle également de points ou seuils de non-retour.

climat effet domino
Éléments de bascule évoqués dans l’article et leurs interactions mutuelles. Les interactions déstabilisantes (moment du point de bascule avancé) figurent en rouge, et les interactions stabilisantes (moment du point de bascule retardé) en bleu. Par ailleurs, les flèches en gris pointillés signent des interactions peu claires. La taille des dominos rouges indique les initiateurs des cascades, du plus important (grand domino rouge) au moins important (pas de domino rouge). Enfin, la taille des dominos bleus indique la fréquence d’implication des éléments dans les cascades, de la plus fréquente (grand domino bleu) à la moins fréquente (petit domino bleu). Crédits : Nico Wunderling & al. 2021.

Des éléments inter-imbriqués, au cœur de l’effet domino

Une analogie simple mais intuitive est l’élastique. Ce dernier peut être déformé jusqu’à un seuil où une rupture se produit. Avant le claquage, la réponse de l’élastique est globalement proportionnelle à la contrainte mais bifurque lorsque le point de bascule est atteint. L’équivalent de la rupture de l’élastique pour les composantes climatiques correspond à un dépérissement massif des arbres dans le cas de la forêt amazonienne ou un effondrement partiel voire total des calottes polaires et de la circulation océanique nord-atlantique. Les impacts sur le climat, les écosystèmes et les sociétés humaines seraient alors considérables.

Or, les dernières recherches sur le sujet mettent en évidence le caractère profondément interconnecté des différents éléments évoqués. Une caractéristique qui va avoir pour effet de modifier les propriétés de chaque système pris individuellement. Ainsi, un véritable effet domino – ou cascades de bifurcations – peut se mettre en place. Dans une récente étude basée sur des simulations conceptuelles novatrices, les scientifiques notent que ce sont très souvent les calottes polaires qui initient la réaction en chaine. La circulation océanique agissant comme une courroie de transmission du signal entre les deux hémisphères.

« Voici un exemple des nombreuses interactions entre les éléments climatiques : s’il y a une fonte substantielle de la calotte du Groenland, libérant de l’eau douce dans l’océan, cela peut ralentir la circulation atlantique entraînée par les différences de température et de salinité et qui transporte de grandes quantités de chaleur des tropiques vers les latitudes moyennes et polaires », détaille Nico Wunderling, auteur principal du papier. « Cela entrainerait à son tour un réchauffement de l’océan austral et, par conséquent, pourrait à terme déstabiliser des parties de la calotte glaciaire de l’Antarctique. Cela contribue à l’élévation du niveau de la mer, la montée des eaux aux abords des calottes pouvant contribuer à les déstabiliser davantage ».

glacier banquise fonte
Crédits : iStock.

Une menace déjà bien présente à +2 °C

Les travaux montrent que ce type d’interaction a une probabilité assez élevée de se produire avec un réchauffement de seulement 1,5 °C à 2 °C au-dessus de la moyenne préindustrielle, un niveau qui a toutes les chances d’être atteint avant la fin du siècle. En effet, un tiers des simulations effectuées par les scientifiques réagissent à 2 °C ou moins. « Nous fournissons une analyse des risques, pas une prédiction, mais nos résultats suscitent toujours des inquiétudes », relate Ricarda Winkelmann, coauteure du papier.

« Notre analyse est conservatrice dans le sens où plusieurs interactions et éléments de bascule ne sont pas encore pris en compte », ajoute-t-elle. « Ce serait donc un pari audacieux d’espérer que les incertitudes jouent dans le bon sens, compte tenu des enjeux. Dans une perspective de précaution, réduire rapidement les émissions de gaz à effet de serre est indispensable pour limiter les risques de franchissement de points de basculement du système climatique, et potentiellement à l’origine d’effets domino ».

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