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CO2: Les hommes et les volcans // Carbon dioxide: Men and volcanoes

Selon une étude publiée le 1er octobre 2019 dans la revue Elements, les activités humaines émettent chaque année jusqu’à 100 fois plus de CO2, principal responsable du réchauffement climatique, que l’ensemble des volcans de la planète.

Une équipe de 500 scientifiques regroupés au sein du Deep Carbon Observatory (DCO) détaillent la façon dont le carbone est stocké, émis et réabsorbé lors de processus naturels ou créés par l’Homme.

Selon eux, seulement 0,2% du carbone terrestre (43.000 gigatonnes) se trouve au-dessus de la surface de la Terre, que ce soit au niveau des océans, des terres ou de l’atmosphère. Le reste, soit plus de 1,85 milliard de gigatonnes, est stocké dans la croûte terrestre, le manteau et le noyau.

Les volcans participent ainsi aux émissions de CO2, mais leur responsabilité dans le dérèglement climatique est bien moindre que celle des hommes, ce qui va à l’encontre de ce que prétendent les climato-sceptiques.

En mesurant la présence de certains isotopes de carbone dans des échantillons de roche, le DCO a découvert que sur 500 millions d’années, la planète parvient en centaines de milliers d’années à réguler elle-même les niveaux de CO2, principal gaz à effet de serre. Il est évident que ces chiffres ne prennent pas en compte les événements exceptionnels – les « perturbations catastrophiques » comme les appelle le DCO –  comme de gigantesques éruptions volcaniques ou l’impact de la météorite qui a conduit à l’extinction des dinosaures. Les chercheurs estiment que la météorite qui a tué les trois quarts de la vie sur Terre dont les dinosaures il y a 66 millions d’années, a provoqué l’émission de 425 à 1400 gigatonnes de CO2.

Rien qu’en 2018, les activités humaines ont généré 37 gigatonnes de CO2. Ce gaz envoyé par les hommes dans l’atmosphère « ces 10 à 12 dernières années » est ainsi équivalent à ces événements catastrophiques. Autrement dit, les émissions causées par l’Humanité sont de la « même ampleur » que de précédents chocs du cycle du carbone ayant entraîné des extinctions de masse.

En comparaison, le CO2 relâché chaque année par les volcans représente environ 0,3 à 0,4 gigatonne, soit environ 100 fois moins que les émissions humaines.

L’un des auteurs de l’étude a déclaré : « La Terre a déjà connu des concentrations de CO2 plus élevées qu’aujourd’hui, mais hors événements catastrophiques, il avait fallu des centaines de milliers d’années pour atteindre ces niveaux. Les négateurs du climat disent que la Terre finit par retrouver son équilibre. C’est probablement vrai, mais pas dans un délai qui a un sens pour les Hommes. »

Source : Presse internationale.

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According to a study published on October 1st, 2019 in the journal Elements, human activities emit every year up to 100 times more CO2, the main cause of global warming, than all volcanoes on the planet.
A team of 500 scientists grouped within the Deep Carbon Observatory (DCO) detail how carbon is stored, emitted and reabsorbed in natural or man-made processes.
According to them, only 0.2% of terrestrial carbon (43,000 gigatonnes) lies above the surface of the Earth, be it in the oceans, land or the atmosphere. The rest, more than 1.85 billion gigatonnes, is stored in the Earth’s crust, mantle and core.
Volcanoes thus contribute to CO2 emissions, but their responsibility in climate change is much less than that of men, which goes against what climate-skeptics claim.
By measuring the presence of certain carbon isotopes in rock samples, the DCO has discovered that over 500 million years, the planet manages in hundreds of thousands of years to regulate by itself CO2 levels, the main gas to greenhouse effect. Of course, these figures do not take into account the exceptional events – the « catastrophic disruptions » as the DCO calls them – like gigantic volcanic eruptions or the impact of the meteorite that led to the extinction of the dinosaurs. Researchers estimate that the meteorite that killed three-quarters of life on Earth, including dinosaurs 66 million years ago, caused the emission of 425 to 1,400 gigatonnes of CO2.
In 2018 alone, human activities generated 37 gigatonnes of CO2. This gas sent by men into the atmosphere « these last 10 to 12 years » is thus equivalent to these catastrophic events. In other words, the emissions caused by Humanity are of the « same magnitude » as previous carbon cycle shocks resulting in mass extinctions.
In comparison, the CO2 released each year by volcanoes is about 0.3 to 0.4 gigatonne, about 100 times less than human emissions.
One of the authors of the study said: « The Earth has already experienced higher CO2 concentrations than today, but out of catastrophic events, it had taken hundreds of thousands of years to reach these levels. The climate deniers say that the Earth eventually regains its balance. This is probably true, but not within a time frame that makes sense for men. »
Source: International Press.

Cheminées industrielles, par Eugène Bracht (1842–1921)

Panache de gaz et de cendre au sommet de l’Etna (Photo: C. Grandpey)

Concentrations de CO2 dans l’atmosphère : du jamais vu ! // CO2 concentrations in the atmosphere never seen before

On le savait déjà, grâce à l’analyse des carottes de glace tirées de l’Antarctique : les niveaux de CO2 actuels sont les plus importants des 800 000 dernières années.

Une nouvelle étude publiée dans Science Advances par des chercheurs allemands du Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) et de l’Institut Max Planck montre que la quantité de gaz à effet de serre dépasse également toute la période du Quaternaire, autrement dit les quelque 2,6 millions d’années écoulées.

L’article publié dans Science Advances reproduit pour la première fois la variabilité climatique naturelle de l’ensemble du Quaternaire avec un modèle de complexité intermédiaire. S’appuyant sur des recherches antérieures, les chercheurs ont reproduit les principales caractéristiques de la variabilité naturelle du climat au cours des derniers millions d’années avec une simulation informatique basée sur des données astronomiques et géologiques et des algorithmes représentant la physique et la chimie de notre planète.

Les niveaux de CO2 sont l’un des principaux moteurs des cycles glaciaires, avec les variations de la rotation de la Terre autour du soleil, les cycles de Milankovitch. La simulation s’est bien sûr appuyée sur ces modifications bien connues de la position de la Terre par rapport au soleil  et sur le dégagement de CO2 des volcans. Mais l’étude s’est également penchée sur les changements dans la répartition des sédiments à la surface de la Terre. Elle a aussi pris en compte le rôle de la poussière atmosphérique qui assombrit la surface de la glace et contribue ainsi à la fonte.

Selon les chercheurs, nous poussons maintenant notre planète au-delà des conditions climatiques rencontrées pendant toute la période géologique actuelle. Les résultats de l’étude corroborent l’idée selon laquelle la concentration actuelle de CO2 – plus de 414 ppm – est sans précédent depuis au moins 3 millions d’années et que la température globale n’a pas dépassé la valeur préindustrielle de plus de 2°C au cours de tout le Quaternaire.

D’après les scientifiques allemands, le Quaternaire aurait connu le scénario suivant :

– Une diminution progressive du CO2 jusqu’à des valeurs inférieures à environ 350 ppm a entraîné le début de la croissance de la calotte glaciaire continentale au Groenland et plus généralement dans l’hémisphère nord à la fin du Pliocène et au début du Pléistocène (de 5,332 millions à 2,588 millions d’années avant notre ère).

– La fin du Pliocène fut relativement proche de nous en termes de niveaux de CO2. Les modélisations suggèrent qu’au Pliocène, il n’y avait ni cycle glaciaire ni grosses calottes glaciaires dans l’hémisphère nord. Le CO2 était trop élevé et le climat trop chaud pour le permettre. D’après le dernier rapport du GIEC, avec des niveaux de CO2 de 400 ppm à la fin du Pliocène, les températures furent 2 à 3°C plus élevées que la période préindustrielle.

– Succédant au Pliocène, le Pléistocène est la première époque du Quaternaire, période caractérisée par l’apparition de cycles glaciaires et interglaciaires, causés par la croissance et le déclin cycliques des inlandsis continentaux dans l’hémisphère nord.

La température globale actuelle, qui est désormais au moins 1°C au-dessus de la période préindustrielle, s’approche des +1,5°C.

Au Pliocène, le niveau de la mer était entre 10 et 40 mètres au-dessus du niveau actuel, en raison de la fonte du Groenland, de l’Antarctique de l’Ouest et d’une partie de l’Antarctique de l’Est. Avec un scénario d’émissions soutenues de CO2, les prévisions du GIEC sont d’environ un mètre à l’horizon 2100 mais on sait déjà que les glaciers continueront à fondre au-delà.

Source : Science Advances, global-climat.

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It was already known, thanks to the analysis of ice cores from Antarctica that current CO2 levels were the highest in the last 800,000 years.
A new study published in Science Advances by German researchers at the Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) and the Max Planck Institute shows that the amount of greenhouse gases also exceeds the whole Quaternary period, ie the last 6 million years.
The article published in Science Advances reproduces for the first time the natural climatic variability of the entire Quaternary with a model of intermediate complexity. Based on previous research, the researchers have reproduced the main features of natural climate variability over the past millions of years with a computer simulation based on astronomical and geological data and algorithms representing the physics and chemistry of our planet.
CO2 levels are one of the main drivers of glacial cycles, with variations in the Earth’s rotation around the sun, the Milankovitch cycles. The simulation was of course based on these well-known modifications of the position of the Earth with respect to the sun and on the release of CO2 from volcanoes. But the study also looked at changes in the distribution of sediments on the surface of the Earth. It also took into account the role of atmospheric dust, which darkens the surface of the ice and thus contributes to melting.
According to the researchers, we are now pushing our planet beyond the climatic conditions encountered throughout the current geological period. The results of the study corroborate the idea that the current concentration of CO2 – more than 414 ppm – has been unprecedented for at least 3 million years and that the global temperature has not exceeded the pre-industrial value by more than 2°C throughout the Quaternary.
According to the German scientists, the Quaternary went through the following scenario:
– A gradual decrease of CO2 to values ​​below about 350 ppm led to the onset of growth of the continental ice cap in Greenland and more generally in the northern hemisphere at the end of the Pliocene and early Pleistocene (from 5.332 million to 2.588 million years before our era).
– The end of the Pliocene was relatively close to us in terms of CO2 levels. Modelling suggests that at the Pliocene there was no glacial cycle or large ice caps in the northern hemisphere. The CO2 was too high and the climate too hot to allow it. According to the latest IPCC report, with CO2 levels of 400 ppm at the end of the Pliocene, temperatures were 2 to 3°C higher than the pre-industrial period.
– Following the Pliocene, the Pleistocene is the early Quaternary period, characterized by the appearance of glacial and interglacial cycles, caused by the cyclical growth and decline of the continental ice sheets in the northern hemisphere.
The current global temperature, which is now at least 1°C above the pre-industrial period, is approaching + 1.5°C.
In the Pliocene, the sea level was between 10 and 40 metres above the current level, due to the melting of Greenland, West Antarctica and part of East Antarctica . With a scenario of sustained CO2 emissions, the IPCC forecasts are about one metre by 2100 but it is already known that glaciers will continue to melt beyond that year.
Source: Science Advances, global-climat. Concentration de l’atmosphère en CO2 au cours des 800 000 dernières années, et projection pour 2100 (Source : NOAA)

Des concentrations record de CO2 dans l’atmosphère // Record CO2 concentrations in the atmosphere

La nouvelle fait la une des bulletins d’information aujourd’hui. Ce n’est pourtant pas un scoop. L’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) indique que les concentrations de CO2 dans l’atmosphère atteignent un niveau record. La courbe de Keeling montre ces concentrations telles qu’elles sont relevées sur le volcan Mauna Loa à Hawaii. Le 20 novembre 2018, date de la dernière mise à jours, les concentrations atteignaient 408,50 ppm, ce qui est considérable. En observant la courbe ci-dessous, on se rend compte que la hausse est de plus de 3 ppm par rapport à novembre 2017.

Dans son rapport, l’OMM se montre pessimiste et précise qu’il n’y a pas de signe de possible renversement de cette tendance, ce qui entraînera, sur le long terme, le changement climatique, la montée de l’eau de la mer, l’acidification des océans et des conditions météorologiques extrêmes. L’OMM rappelle que l’augmentation de l’émission des gaz à effet de serre est causée par l’industrialisation, l’utilisation d’énergie à partir de combustibles fossiles, l’intensification de l’agriculture, l’augmentation de l’utilisation des terres et de la déforestation.

Ce rapport intervient quelques jours avant la COP 24 qui se tiendra du 2 au 14 décembre 2018 à Katowice, en Pologne.

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The piece of news is one of the headlines of the news bulletins today. To me, it is not a revelation. The World Meteorological Organization (WMO) reports that CO2 concentrations in the atmosphere are at record levels. The Keeling Curve shows these concentrations on the Mauna Loa volcano in Hawaii. On November 20th, 2018, the date of the last update, the concentrations reached 408.50 ppm, which is considerable. By observing the curve below, we realize that the increase reaches more than 3 ppm compared to November 2017.
In its report, the WMO is pessimistic and points out that there is no sign of a reversal of this trend, which will, in the long term, lead to climate change, sea rise, ocean acidification and extreme weather conditions.
The WMO recalls that the increase in greenhouse gas emissions is caused by industrialization, the use of energy from fossil fuels, the intensification of agriculture, the increase in land use and deforestation.
This report comes just days before COP 24, which will take place from 2 to 14 December 2018 in Katowice, Poland.

Dernier relevé fourni par la Scripps Institution of Oceanography:

Bilan des émissions de CO2 depuis les années 1960. La courbe se passe de tout commentaire:

Source: Scripps Institution of Oceanography

Climat / Climate: Vers 5°C de réchauffement si rien n’est fait // Toward a 5-degree warming if nothing is done !

Selon une nouvelle étude réalisée par deux chercheurs de la Carnegie Institution for Science à Standford en Californie et publiée dans la revue Nature, si les émissions de CO2 suivent la tendance actuelle, il y a 93% de chances pour que le réchauffement climatique dépasse largement les 4 degrés Celsius d’ici à la fin de ce siècle. Leurs résultats suggèrent que dans la fourchette de température proposée par les modèles les plus pessimistes du GIEC, ce serait la plus haute valeur qu’il faudrait prendre en compte, et non la moyenne.
Les modèles climatiques reposent sur des algorithmes qui travaillent à partir des équations physiques simulant le comportement de l’atmosphère et des océans. Il existe une quarantaine de modèles climatiques mondiaux qui projettent tous différents niveaux de réchauffement climatique pour un changement donné des concentrations de gaz à effet de serre. Il n’y a pas de consensus sur la meilleure façon de modéliser certains aspects du système climatique.

Le plus pessimiste des scénarios, simulé par les modèles dans le 5e rapport du GIEC, correspond à la prolongation des émissions de CO2 actuelles et projette de 2081 à 2100 une fourchette d’augmentation de température possible entre + 2,6°C et + 4,8°C par rapport aux niveaux pré-industriels.

Les deux chercheurs de la Carnegie Institution for Science ont cherché à savoir laquelle de ces deux extrémités est la plus susceptible de s’avérer exacte si les émissions de CO2 ne baissent pas. Selon eux, les modèles qui sont les plus aptes à prévoir le futur sont ceux qui doivent également être les plus aptes à simuler le climat actuel, ou d’un passé proche, en fonction des données d’observation satellites récentes. Ils ont donc comparé la performance des différents modèles, alimentés par des observations satellites récentes de l’atmosphère actuelle. Ils ont ensuite pris en compte les modèles les plus fiables pour obtenir des projections futures jusqu’en 2100. Au final, les modèles qui simulent le mieux la période actuelle ont tendance à projeter, pour le futur, un réchauffement proche de 5°C, autrement dit le haut de la fourchette du scénario le plus pessimiste du GIEC.

La perspective d’une augmentation de près de 5°C signifierait des conséquences désastreuses pour les générations futures. Cela suppose, pour aujourd’hui, des efforts de réduction des émissions encore plus significatifs pour maintenir l’objectif des 2°C de la COP 21. La partie est loin d’être gagnée !

Source : Sciences et Avenir.

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According to a new study by two researchers at the Carnegie Institution for Science in Standford, California, and published in the journal Nature, if CO2 emissions follow the current trend, there is a 93% chance that global warming will significantly exceed 4 degrees Celsius by the end of this century. Their results suggest that in the range of temperature proposed by the most pessimistic models of the IPCC, it would be the highest value that should be taken into account, not the average.
Climate models are based on algorithms that work from physical equations simulating the behaviour of the atmosphere and oceans. There are about 40 global climate models that all project different levels of global warming for a given change in greenhouse gas concentrations. There is no consensus on the best way to model some aspects of the climate system.
The most pessimistic of the scenarios, simulated by the models in the 5th report of the IPCC, corresponds to the prolongation of the current CO2 emissions and projects from 2081 to 2100 a range of possible temperature increase between + 2.6 ° C and + 4 , 8 ° C compared to pre-industrial levels.
The two researchers at the Carnegie Institution for Science looked at which of these two extremes is most likely to be accurate if CO2 emissions do not decrease. According to them, the models that are the most likely to predict the future are those that must also be best able to simulate the current climate, or a near past, based on recent satellite observation data. They therefore compared the performance of the different models, fed by recent satellite observations of the current atmosphere. They then took into account the most reliable models to obtain future projections until 2100. In the end, the models that best simulate the current period tend to project, for the future, a warming close to 5°C, in other words, the top of the range of the most pessimistic IPCC scenario.
The prospect of an increase of nearly 5°C would mean disastrous consequences for future generations. This implies, for today, more significant efforts to reduce emissions in order to maintain the 2°C goal of COP 21. The game is far from won!
Source: Sciences et Avenir.

Historique des températures moyennes de la basse atmosphère (en degrés Celsius) [Source : University of Alabama in Huntsville (UAH)]