Il suffit d'un rien pour réchauffer une planète comme la Terre de plusieurs centaines de degrés

L'étude des climats planétaires est un domaine en constante évolution. Une récente percée par une équipe d'astronomes de l'Université de Genève (UNIGE), en collaboration avec les laboratoires du CNRS de Paris et Bordeaux, offre une nouvelle perspective. Ces scientifiques ont simulé avec succès l'ensemble du processus d'"effet de serre galopant" qui peut transformer le climat d'une planète d'un état idéal pour la vie en un environnement hostile et stérile, à l'image de la différence entre la Terre et Vénus.


Ce phénomène résulte d'une augmentation, même légère, de la température moyenne globale, pouvant être déclenchée par exemple par une hausse de la luminosité du soleil. Les recherches, publiées dans Astronomy & Astrophysics, révèlent que les changements dans la structure atmosphérique et la couverture nuageuse sont des indicateurs précoces de ce processus quasi irréversible.

Le concept d'effet de serre galopant n'est pas nouveau. Il décrit comment une planète peut évoluer d'un état tempéré, comme la Terre, vers un environnement extrêmement chaud, avec des températures de surface dépassant 1 000°C. La vapeur d'eau, un gaz à effet de serre naturel, joue un rôle clé en piégeant la chaleur, un peu comme une couverture de survie. Un excès d'effet de serre entraîne une évaporation massive des océans et une augmentation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère.

Guillaume Chaverot, ancien chercheur postdoctoral au Département d'astronomie de la Faculté des sciences de l'UNIGE et principal auteur de l'étude, explique qu'il existe un seuil critique de vapeur d'eau au-delà duquel la planète ne peut plus se refroidir. Une fois ce point franchi, la température s'emballe jusqu'à l'évaporation totale des océans.

Martin Turbet, chercheur aux laboratoires du CNRS de Paris et Bordeaux, souligne que cette étude est la première à examiner la transition elle-même avec un modèle climatique global 3D, observant comment le climat et l'atmosphère évoluent pendant ce processus.

Un aspect crucial de l'étude est l'apparition d'un motif nuageux particulier, qui intensifie l'effet de serre et rend le processus irréversible. Dès le début de la transition, de denses nuages se forment dans la haute atmosphère, modifiant profondément sa structure.

Conséquences graves pour la recherche de vie

Cette découverte est essentielle pour l'étude du climat sur d'autres planètes, notamment les exoplanètes. Émeline Bolmont, professeure assistante et directrice du Centre UNIGE Life in the Universe (LUC), indique que l'une des principales motivations de l'étude du climat planétaire est de déterminer le potentiel d'accueil de la vie. L'apparition de ce motif nuageux, inattendue, soulève de nouvelles questions.

L'équipe a également étudié comment ce motif nuageux pourrait créer une signature spécifique, détectable lors de l'observation des atmosphères d'exoplanètes. La prochaine génération d'instruments devrait être capable de la détecter.

Notre planète en équilibre fragile

Les nouveaux modèles climatiques suggèrent qu'une augmentation même minime de l'irradiation solaire, conduisant à une hausse de la température terrestre de quelques dizaines de degrés, pourrait déclencher ce processus irréversible sur Terre, la rendant aussi inhospitalière que Vénus.

L'un des objectifs actuels est de limiter le réchauffement climatique sur Terre, induit par les gaz à effet de serre, à seulement 1,5° d'ici 2050. La recherche de Chaverot vise à déterminer si les gaz à effet de serre peuvent déclencher le processus d'emballement tout comme une légère augmentation de la luminosité du soleil.

La Terre n'est donc pas si éloignée de ce scénario apocalyptique. Guillaume Chaverot conclut que si ce processus d'emballement était déclenché sur Terre, l'évaporation de seulement 10 mètres de la surface des océans entraînerait une augmentation de 1 bar de la pression atmosphérique au niveau du sol, et en quelques siècles, la température au sol dépasserait 500°C.