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6 : Notre monde qui se réchauffe - Biologie

6 : Notre monde qui se réchauffe - Biologie



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Le secrétaire général de l'ONU, Ban Ki-moon, présente l'initiative Momentum for Change lors de la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, également connue sous le nom de COP17, qui s'est tenue à Durban, en Afrique du Sud, en 2011. Photographie de la CCNUCC, https://www.flickr.com/photos/ unfccc/6470741719, CC BY 2.0.

Canicules mortelles, noyades de villes côtières, dizaines de milliers de réfugiés déplacés… Ces mots peuvent très bien décrire une scène du dernier film d'horreur. Mais ils décrivent également le scénario cauchemardesque auquel nous serons confrontés, les humains dans quelques décennies seulement, si nous continuons à sous-traiter la menace du changement climatique. Ce terme, changement climatique (qui est l'abréviation de changement climatique anthropique), fait référence à l'ensemble complet des caractéristiques climatiques : la température ; précipitation; systèmes de pression; modèles de vent; et les courants océaniques—qui changent à la fois localement et régionalement en raison des influences humaines. Il est étroitement lié au réchauffement climatique, également appelé réchauffement climatique, qui décrit la tendance générale à l'augmentation des températures mondiales observée dans le cadre du changement climatique.

Le changement climatique a le potentiel de rendre la Terre méconnaissable de tout ce qu'un humain a jamais connu. Ces changements auront un impact immense sur les services écosystémiques, les économies mondiales et notre propre qualité de vie. Pourtant, alors que l'on parle beaucoup de ces risques, il y a trop peu d'actions qui s'attaquent à ses principales causes. Une partie du manque d'action peut être attribuée au fait que « changement climatique » et « avenir » sont souvent utilisés dans la même phrase, donnant aux politiciens et aux industries la fausse impression que nous pouvons faire face au changement climatique une fois que nous aurons atteint une croissance économique suffisante. La réalité ne pourrait cependant pas être plus éloignée de la vérité, car nous voyons déjà des signes des changements à venir ici aujourd'hui (tableau 6.1), notamment des pertes de récoltes quasi annuelles, des températures record et des tempêtes côtières d'une intensité record.

Tableau 6.1 Quelques exemples illustrant comment le changement climatique a déjà un impact sur l'Afrique.

Impacter

Preuve

Augmentation des températures et incidence des vagues de chaleur

Les températures mondiales en 2016 étaient les plus chaudes depuis le début de l'enregistrement moderne en 1880 ; les deux précédents records ont été établis en 2015 et 2014 (Gillis, 2017). Les vagues de chaleur sont également plus chaudes, plus longues et plus étendues qu'auparavant (Russo et al., 2016).

Sécheresses généralisées

L'Afrique de l'Est a connu sa pire sécheresse en 60 ans de la mi-2011 à la mi-2012. Plus de 250 000 personnes sont mortes ; près de 10 millions d'aides humanitaires supplémentaires sont nécessaires (Maxwell et al., 2014). L'intensité accrue de sécheresses similaires en 2016 est directement attribuable au changement climatique (Uhe et al., 2017).

Élévation du niveau de la mer

Les inondations côtières perturbent les vies et les économies locales au Ghana, au Nigeria et au Bénin presque chaque année. L'érosion côtière a endommagé des propriétés commerciales en Gambie et au Sénégal, tandis que le littoral a reculé de 35 m dans certaines régions du Togo (Fagotto et Gattoni, 2016).

Activité printanière plus tôt

Les dates de floraison de plusieurs plantes, y compris les pommiers et poiriers cultivés commercialement en Afrique du Sud, sont maintenant entre 1,6 et 4,2 jours plus tôt par décennie qu'il y a 35 ans (Grab et Craparo, 2011).

Changements dans les aires de répartition des espèces

Le paludisme est récemment apparu dans les hautes terres d'Éthiopie, du Kenya, du Rwanda et du Burundi, dans des zones où il n'existait pas auparavant (Siraj et al., 2014).

La population faunique décline

Les taux de signalement de certaines espèces d'oiseaux endémiques de la région floristique du Cap ont diminué de plus de 30 % au cours des 15 dernières années (Milne et al., 2015).

Heureusement, avec l'augmentation de la compréhension que nos activités créent une crise mondiale aux proportions épiques, les impacts du changement climatique sont maintenant activement débattus dans les couloirs des gouvernements et des grandes entreprises. Les politiciens, les médias et d'autres remplacent également de plus en plus « changement climatique » par un langage plus vivant, comme « crise climatique » et « urgence climatique » (par exemple, Carrington, 2019). Cela encouragera, espérons-le, encore plus de gouvernements et d'industries à venir à la table et à coopérer comme jamais auparavant pour lutter contre les facteurs fondamentaux du changement climatique. Résoudre cette crise mondiale nécessite une approche internationale à plusieurs volets qui devrait inclure la protection et la restauration des écosystèmes (chapitre 10), la gestion directe des espèces (chapitre 11) et une action législative (chapitre 12). Mais avant d'envisager les solutions, nous allons d'abord étudier les raisons du changement climatique et son impact sur la biodiversité au cours des prochaines décennies.

6.1 Facteurs du changement climatique

Les gaz à effet de serre sont essentiels à la vie sur Terre. Mais trop d'entre eux provoquent un réchauffement trop rapide de la Terre, entraînant un changement climatique.

Le changement climatique que nous vivons aujourd'hui est provoqué par les activités humaines qui augmentent les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre. Bien que l'on entende principalement parler des gaz à effet de serre dans le contexte de leur contribution au changement climatique, ils sont en fait essentiels à la vie sur Terre. Considérez un instant le rôle critique du dioxyde de carbone (CO2) dans la photosynthèse et le rôle de la vapeur d'eau dans la formation de la pluie. Ces deux gaz sont des gaz à effet de serre. Les gaz à effet de serre tirent leur nom du fait qu'ils fonctionnent un peu comme le verre recouvrant une serre ; ils permettent à la lumière du soleil de traverser facilement l'atmosphère mais piègent l'énergie thermique réfléchie afin qu'elle reste près de la surface de la Terre. Cet effet de serre permet à tous les organismes sur Terre, même à nous les humains, de prospérer. Sans gaz à effet de serre, les températures chuteraient et notre planète serait trop froide pour maintenir la vie. Cependant, des concentrations élevées de gaz à effet de serre peuvent également être nocives. Pensez un instant aux gaz à effet de serre comme des « couvertures » recouvrant la surface de la Terre : plus de « couvertures » emprisonneront plus de chaleur, ce qui entraînera des températures plus élevées. C'est exactement ce qui se passe aujourd'hui : les activités humaines entraînent actuellement une augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère tellement, et à un rythme si rapide, que la Terre se réchauffe trop vite pour que la biodiversité s'adapte aux changements.

La plus grande contribution de l'Afrique au changement climatique vient de la destruction d'écosystèmes complexes, qui entraîne la perte d'importants puits de carbone.

À l'heure actuelle, la principale cause de l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre est la combustion de combustibles fossiles. Depuis la révolution industrielle il y a environ 200 à 250 ans, les humains sont devenus fortement dépendants de l'énergie captée dans ces combustibles (charbon, pétrole et gaz naturel) pour des activités telles que le transport, le chauffage, la fabrication et la production d'électricité. Les combustibles fossiles contiennent un pourcentage élevé de carbone, donc lorsqu'ils sont brûlés, ce carbone est libéré dans l'atmosphère, généralement sous forme de CO2. Par conséquent, depuis que les populations humaines ont commencé à exploser et à utiliser des combustibles fossiles à des taux accrus, l'effet de serre a été considérablement amplifié.

Alors que la combustion de combustibles fossiles est actuellement le principal moteur global du changement climatique, la plus grande contribution de l'Afrique est la destruction des puits de carbone, tels que les forêts tropicales (encadré 6.1) et les tourbières. La destruction de ces écosystèmes contribue à l'augmentation des concentrations atmosphériques de CO2 directement par la combustion de la végétation qui libère du carbone, et indirectement par la perte de végétation qui extrairait autrement le CO2 de l'atmosphère s'ils étaient encore en vie. La contribution de la perte d'écosystèmes au changement climatique est substantielle : 13 % des émissions mondiales de carbone actuelles sont imputables à la déforestation tropicale (GIEC, 2014). Cet impact est beaucoup plus fort en Afrique où la déforestation représente 35% des impacts globaux du changement climatique dans la région (WRI, 2019). En comparaison, les secteurs de l'énergie et de l'agriculture en Afrique contribuent respectivement à 30% et 24%.

Encadré 6.1 L'agriculture du palmier à huile menace-t-elle la diversité biologique en Afrique équatoriale ?

Abraham J. Miller-Rushing

Parc national d'Acadia, Service des parcs nationaux des États-Unis,

Bar Harbor, ME, États-Unis.

Le palmier à huile (Elaeis guineensis, LC) est l'une des cultures dont la croissance est la plus rapide au monde. Originaire d'Afrique de l'Ouest, cette espèce produit plus d'huile par hectare que toute autre culture cultivée dans le monde. Il n'est donc pas surprenant qu'elle soit devenue la source d'huile végétale la plus populaire au monde. L'Afrique tropicale est en passe de devenir un hotspot pour les nouvelles plantations de palmiers à huile (Linder, 2013 ; Vijay et al., 2016). Est-ce une bonne chose ? Les avantages des emplois et de la séquestration du carbone l'emporteront-ils sur la perte des écosystèmes indigènes ?

Pour beaucoup de gens, la culture du palmier à huile présente une situation gagnant-gagnant. L'industrie fournit des emplois et des stimulants économiques (Figure 6.A) et affirme que les palmiers à huile séquestrent le carbone de l'atmosphère (Burton et al., 2017). Cela pourrait potentiellement aider les pays à compenser les émissions de carbone ; ils peuvent même recevoir des financements des marchés du carbone. L'huile de palme peut également être utilisée pour la production de bioénergie bon marché et comme ingrédient dans les produits alimentaires et ménagers (par exemple, l'huile de cuisson, les produits de boulangerie, les vinaigrettes, le shampoing et le savon). Par conséquent, la demande augmente rapidement à mesure que les ventes d'aliments transformés et emballés (aujourd'hui, environ 50 % des aliments emballés contiennent de l'huile de palme comme ingrédient) se développent à l'échelle mondiale.

Figure 6.A Un travailleur d'une plantation s'apprêtant à récolter des fruits de palmier à huile, connu localement sous le nom d'or rouge, en Côte d'Ivoire. Souvent associée à l'accaparement des terres, à la déforestation, aux pertes de biodiversité et à l'exploitation des communautés locales, il est nécessaire que l'industrie de l'huile de palme devienne plus durable pour offrir des avantages durables et significatifs aux économies locales. Photographie de Donatien Kangah, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:R%C3%A9colteur_de_r%C3%A9gimes_de_palme_1.jpg, CC BY-SA 4.0.

Les plantations de palmiers à huile, cependant, sont rarement développées de manière respectueuse de l'environnement qui leur permet de réaliser leur valeur potentielle. Au contraire, cela a généralement un coût écologique élevé. Par exemple, pour assurer une séquestration nette positive du carbone, les plantations de palmiers à huile doivent être développées sur des paysages dégradés, plutôt que de déplacer des écosystèmes intacts qui sont déjà très efficaces pour séquestrer le carbone (Burton et al., 2017). Dans la pratique, cependant, les forêts intactes sont plus souvent exploitées pour faire de la place (et des revenus supplémentaires) pour les plantations de palmiers à huile (Ordway et al., 2019), entraînant une perte d'habitat et des émissions nettes de carbone positives. Les plantations de palmiers à huile sont également souvent associées à des coûts sociétaux élevés, comme l'accaparement des terres, l'exploitation des populations locales et le déplacement des activités traditionnelles (Linder et Palkovitz, 2016). L'afflux de travailleurs migrants des plantations exerce une pression supplémentaire sur l'environnement en raison de la chasse non durable de la viande de brousse. Une étude a révélé que la taille des populations de primates a diminué de 25 à 100 % après le développement des plantations de palmiers en Côte d'Ivoire (Gonedelé et al., 2012).

Récemment, Herakles Farms/SG Sustainable Oils, une entreprise agroalimentaire américaine, a tenté de développer une plantation de palmiers à huile de 730 km2 au Cameroun. Cet accaparement de terres aurait été l'un des plus grands projets d'huile de palme en Afrique, niché au plus profond des forêts tropicales des basses terres du Cameroun, l'un des écosystèmes les plus biologiquement diversifiés et menacés du continent. Les forêts menacées par ce développement sont situées à côté de quatre aires protégées qui comprennent deux parcs nationaux (Linder et Palkovitz, 2016), et abritent 14 espèces de primates menacés, dont le chimpanzé du Nigeria-Cameroun (Pan troglodytes ellioti, EN) (Linder, 2013). Les résidents et les groupes environnementaux se sont opposés à la plantation en raison d'activités potentiellement illégales de la société, des conséquences écologiques du projet et parce que la population locale aurait peu ou pas bénéficié du projet. Après de longs débats et luttes, notamment des intimidations et l'arrestation d'activistes sociaux et environnementaux locaux, l'entreprise a retiré ses plans camerounais en 2013.

Il semble qu'il existe un potentiel pour les plantations de palmiers à huile d'être bonnes pour le développement économique, la création d'emplois et la conservation. Mais dans la pratique, les entreprises qui établissent ces plantations exploitent fréquemment les populations locales et dégradent les écosystèmes locaux. Ils le font parfois même sous les auspices de la durabilité, arguant que les activités à faible impact des peuples traditionnels indiquent que la zone est déjà dégradée et donc propice au développement. Espérons qu'un jour nous pourrons vivre dans un monde où les sociétés d'huile de palme et des systèmes juridiques solides prennent réellement en compte la protection de la biodiversité et les droits des populations locales dans ces opérations.

Le lien entre le changement climatique d'origine humaine et les concentrations atmosphériques de CO2 a été mis en évidence pour la première fois à la fin du XIXe siècle (Arrhenius, 1896). Cependant, ce n'est qu'au milieu des années 1950 (par exemple Kaempffert, 1956) que les scientifiques ont commencé à s'inquiéter de l'augmentation des concentrations de CO2 dans l'atmosphère. Dans les années 1980, alors que les températures moyennes annuelles mondiales commençaient à augmenter, un consensus sur le changement climatique lié au CO2 a commencé à se répandre parmi le grand public. Pourtant, des mesures concrètes pour réduire les émissions de CO2 ne seraient lancées que des décennies plus tard (section 12.2.1). En attendant, les émissions de CO2 continuent de s'accélérer (figure 6.1) : plus de 37 milliards de tonnes de carbone, un nouveau record, ont été rejetées dans l'atmosphère en 2018 (Jackson et al., 2018 ; Le Quéré et al., 2018). Pour le dire autrement, en 2018, les humains ont rejeté en moyenne plus de 100 millions de tonnes de CO2 dans l'atmosphère chaque jour.

Figure 6.1 Les activités humaines, notamment la combustion de combustibles fossiles et la déforestation, ont considérablement augmenté les concentrations de CO2 dans l'atmosphère au cours du siècle dernier. En conséquence, les températures mondiales annuelles moyennes sont maintenant beaucoup plus élevées qu'elles ne l'ont été dans le passé. Les températures sont rapportées en termes de différence (anomalie) par rapport à la température annuelle moyenne de 1910 à 2000. Source des données climatiques : NOAA, 2018a. Sources des données CO2 : NASA, 2018 (avant 2006) ; NOAA, 2018b (après 2005), CC BY 4.0.

Le deuxième gaz à effet de serre le plus important à l'origine du changement climatique est le méthane (CH4). Le méthane est un sous-produit naturel émis par la matière organique en décomposition, plus particulièrement par les zones humides qui inhibent la vitesse de décomposition. Ces processus écosystémiques importants libèrent du méthane dans l'atmosphère, bien qu'en concentrations relativement faibles. Cependant, les activités humaines ont considérablement augmenté les émissions de méthane au cours des derniers siècles, à travers le gaspillage de nourriture en décomposition dans les décharges, les fuites de puits de gaz naturel, l'augmentation des exploitations bovines et laitières à l'échelle industrielle et la destruction à grande échelle des marécages et des tourbières. Des températures plus chaudes entraînent également l'assèchement des zones humides et des tourbières; ce séchage accélère la décomposition de la matière organique, ce qui augmente le taux de dégagement de méthane. Le méthane constitue actuellement 16 % de toutes les émissions mondiales de gaz à effet de serre émises par l'homme (GIEC, 2014). Cela peut ne pas sembler être une contribution majeure; cependant, le méthane est 72 fois plus efficace que le CO2 pour piéger le rayonnement sur une période de 20 ans (Forster et al., 2007), de sorte que même de petites augmentations du méthane atmosphérique peuvent avoir des effets dramatiques.

Le troisième gaz à effet de serre important qui entraîne le changement climatique est l'oxyde nitreux (N2O), également connu sous le nom de gaz hilarant. L'oxyde nitreux est un sous-produit des engrais synthétiques utilisés dans l'agriculture, la combustion de combustibles fossiles et plusieurs procédés industriels, et représente 6 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine (GIEC, 2014). Cependant, il est encore plus puissant que le méthane et reste dans l'atmosphère pendant environ 114 ans, de sorte que l'impact d'une tonne de N2O équivaut à 310 tonnes de CO2 sur 100 ans (Forster et al., 2007).

6.2 Prédire le futur climat de la Terre

La prévision du changement climatique est notoirement complexe, avec une grande quantité d'incertitude attachée à la tâche. La plupart d'entre nous ont été exposés à des prévisions météorologiques à court terme (c'est-à-dire au jour le jour) à la télévision, à la radio et dans les journaux. Ces prévisions météorologiques quotidiennes sont dérivées des mesures météorologiques actuelles tout en tenant compte de l'historique des événements passés qui se sont produits dans des conditions similaires. Certaines prévisions quotidiennes peuvent également être créées jusqu'à deux semaines dans le futur, mais ces perspectives futures sont généralement beaucoup moins détaillées. En revanche, prévoir le changement climatique implique de prévoir de nouvelles conditions météorologiques pour plusieurs décennies dans le futur. Les modèles de circulation générale (MCG) utilisés pour la prévision du changement climatique (figure 6.2) doivent également tenir compte d'un grand nombre de composantes très variables, chacune s'affectant les unes les autres sur la seule planète que nous pouvons mesurer ou examiner de manière adéquate (nous n'avons pas d'autre planète où nous pouvons tester les prédictions). Parmi des milliers de considérations, les climatologues (scientifiques qui étudient le climat) doivent expliquer comment les activités humaines pourraient changer au fil du temps et comment ces activités modifieront la composition de l'atmosphère. Ils doivent également tenir compte de la quantité de CO2 que les océans et les plantes du monde absorberont, et comment le vent et le feu pourraient influencer ces processus. En combinant toutes les composantes, les climatologues doivent ensuite estimer comment l'augmentation des températures affectera les calottes glaciaires polaires, comment la fonte des glaces affectera les conditions océaniques et les courants qui, à leur tour, affecteront les conditions terrestres et les régimes météorologiques. Une incertitude existe également sur les effets interactifs de certains moteurs. Par exemple, des températures plus élevées augmentent l'évaporation et la couverture nuageuse qui, à leur tour, aura un effet de refroidissement (un effet de refroidissement similaire à court terme, causé par un effet d'albédo, est noté après qu'un écosystème est dégagé en raison de la capacité du sol nu à refléter plus de lumière solaire qu'elle n'en absorbe, section 4.2.3). En raison de la complexité de ces variables et d'autres variables entrant dans les modèles climatiques, un grand nombre de groupes de recherche sont encouragés à développer leurs propres prévisions climatiques, chacune utilisant une gamme de scénarios différents sur la façon dont l'activité humaine pourrait changer à l'avenir.

Figure 6.2 (Gauche) Variation annuelle des précipitations (mm) et (Droite) de la température moyenne annuelle (°C) prévue pour l'Afrique subsaharienne en 2070, en supposant un pic d'émissions de gaz à effet de serre vers 2080. Valeurs présentées comme l'ampleur de l'écart par rapport à 1960-1990 moyennes. Certaines zones côtières de l'Afrique de l'Ouest et du Centre devraient avoir plus de pluie, mais de vastes régions de l'Afrique du Sud-Est deviendront beaucoup plus sèches. Toute l'Afrique devrait devenir plus chaude, avec les plus fortes augmentations en Afrique australe. Source : https://www.worldclim.org ; modèle : GISS-E2-R. Carte de Johnny Wilson, CC BY 4.0.

Pour améliorer encore la prévision du changement climatique, en 1988, l'ONU a nommé un groupe de scientifiques de premier plan, collectivement connus sous le nom de Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), pour étudier les implications du changement climatique. En effectuant régulièrement des examens approfondis de toutes les preuves et de la littérature scientifique sur le climat, le GIEC a constaté que, malgré la complexité des modèles climatiques, les résultats de tous les modèles pris ensemble présentaient un accord significatif avec les changements déjà observés. Les modèles de changement climatique se sont également avérés fiables pour prédire les réponses de la biodiversité au changement climatique (Fordham et al., 2018). Ainsi, alors que certains groupes marginaux peuvent continuer à nier la validité de la science du climat, il existe un large consensus parmi les scientifiques du monde entier selon lequel l'augmentation des gaz à effet de serre atmosphériques - causée par les activités humaines - provoque le changement du climat mondial, et il continuera à changer dans décennies à venir. Alors que les climatologues continuent d'améliorer les détails les plus fins de leurs modèles, les biologistes de la conservation peuvent et doivent utiliser en toute confiance les prévisions climatiques disponibles à des fins générales de planification de la conservation.

En supposant que les activités humaines continuent comme d'habitude et que les taux actuels d'émission de gaz à effet de serre se poursuivent sans relâche, les climatologues prédisent que les températures annuelles moyennes en Afrique subsaharienne augmenteront de 0,5 °C d'ici 2050, par rapport aux températures de la fin du 20e siècle (Serdeczny et al. , 2017). L'augmentation pourrait être encore plus importante, vers 4°C, si les humains émettent plus de gaz à effet de serre que prévu et que les systèmes de stockage de carbone de la Terre sont sous-performants. A l'inverse, les températures pourraient se réchauffer moins ou plus lentement si nous parvenons à ralentir les émissions de gaz à effet de serre et à mieux protéger les puits naturels de carbone. Malheureusement, les preuves actuelles suggèrent que les estimations de température plus élevées semblent plus probables. Par exemple, 2016 a été l'année la plus chaude (depuis l'enregistrement moderne) au monde pour la troisième année consécutive (Gillis, 2017) avec des températures déjà supérieures de 0,9°C aux moyennes de la fin du 20e siècle. Un autre record climatique a été établi en avril 2018, qui était le 400e mois consécutif de la Terre plus chaud que la moyenne (NOAA, 2018c). De plus, plus localement, les scientifiques ont observé que les températures dans certains parcs nationaux sud-africains atteignaient déjà les augmentations de température prévues pour 2035 en 2015 (van Wilgen et al., 2016).

6.3 L'impact du changement climatique

Le changement climatique n'est pas un phénomène nouveau. Au cours des 2 derniers millions d'années, il y a eu au moins 10 cycles de réchauffement et de refroidissement de la planète. Lorsque les calottes glaciaires polaires ont fondu pendant les périodes de réchauffement, le niveau de la mer s'est élevé bien au-dessus de ses niveaux antérieurs et une plus grande partie de la Terre a connu des climats tropicaux. Pendant les périodes de refroidissement, les calottes glaciaires polaires se sont élargies, le niveau de la mer a baissé et les aires de répartition des espèces tropicales se sont contractées. Parfois, ces changements se sont produits progressivement, ce qui a permis aux espèces affectées de s'adapter. Mais le début de certaines périodes de changement climatique a été brutal, provoquant des perturbations majeures des écosystèmes et des événements mondiaux d'extinction massive (section 8.1). Pourtant, la nature s'est rétablie à chaque fois ; bon nombre des espèces que nous voyons aujourd'hui sont des survivants d'événements antérieurs de changement climatique. Il est donc juste de se demander pourquoi le changement climatique actuel nous préoccupe autant.

6.3.1 Impact du changement climatique sur les populations

L'histoire nous fournit de nombreuses leçons pour illustrer l'impact du changement climatique sur les sociétés humaines. Ces leçons commencent avec le premier exemple bien documenté d'effondrement sociétal – celui des communautés natoufiennes du Moyen-Orient il y a environ 10 000 ans – qui a été attribué aux changements climatiques (Weiss et Bradley, 2001). Depuis lors, le changement climatique a régulièrement contribué à l'effondrement de sociétés humaines complexes à travers le monde. Des exemples notables de tels effondrements incluent l'empire akkadique (le premier empire du monde) du Moyen-Orient (Carolin et al., 2019), l'ancien royaume d'Égypte (qui a construit les pyramides), la civilisation maya classique d'Amérique centrale, la première colonie anglaise des États-Unis ( deMenocal, 2001), plusieurs dynasties chinoises (Wang et al., 2010) et les sociétés de la fin de l'âge du bronze le long de la mer Méditerranée (Kaniewski et al., 2013). De plus, en Afrique australe, la chute du royaume de Mapungubwe a été attribuée aux mauvaises récoltes et au déclin des pâturages en raison des sécheresses régionales et des cycles de réchauffement (O'Connor et Kiker, 2004).

Contrairement aux inévitables changements climatiques naturels qui ont conduit aux effondrements sociétaux historiques évoqués ci-dessus, nous nous sommes imposés les impacts du changement climatique d'aujourd'hui. En raison de notre manque général de réaction face aux moteurs du changement climatique, des milliers de personnes en subiront les conséquences. De manière évidente, de nombreuses régions d'Afrique connaissent déjà des températures plus élevées et des sécheresses plus longues (Engelbrecht et al., 2009). Ces conditions compromettent notre qualité de vie (Watts et al., 2017) en entraînant des incendies de forêt plus intenses (Jolly et al., 2015 ; Strydom et Savage, 2016), une augmentation de l'incidence du paludisme (Siraj et al., 2014), augmentation des mauvaises récoltes (Myers et al., 2014 ; Medek et al., 2017) et augmentation de la concurrence pour l'eau (Flörke et al., 2018). De nombreuses zones côtières voient également les tempêtes augmenter en intensité et en fréquence, exposant les personnes vivant à proximité de grands fleuves, deltas et estuaires à des inondations plus fréquentes (figure 6.3) et à des ondes de tempête (Fitchett et Grab, 2014). L'élévation du niveau de la mer devrait laisser de nombreuses îles océaniques de faible altitude inhabitables d'ici quelques décennies (Storlazzi et al., 2018). Avec tous ces impacts qui devraient augmenter la compétition pour l'espace sous une population humaine croissante, il serait sage que les gouvernements du monde commencent à se préparer pour des milliers de réfugiés climatiques qui devraient être relocalisés dans un proche avenir (Merone et Tait, 2018) .

Figure 6.3 (Haut) Image satellite Copernicus Sentinel-1 montrant l'étendue des inondations (zones indiquées en bleu) dans le centre du Mozambique après le passage du cyclone Idai sur terre le 15 mars 2019. Photographie de l'Agence spatiale européenne, https://www.flickr .com/photos/europeanspaceagency/47477652401, CC BY-SA 2.0. (En bas) Des habitants de Beira, au Mozambique, se réfugient sur les toits pour échapper aux inondations provoquées par le cyclone Idai. Photographie de World Vision, https://www.flickr.com/photos/dfid/46570320385, CC BY 2.0. Plus d'un millier de personnes sont mortes au cours de cette, l'une des pires tempêtes jamais enregistrées en Afrique. Bien qu'aucun événement d'inondation ne puisse être attribué au changement climatique, il est indéniable que des océans plus chauds créent des conditions pour que les ouragans et les cyclones soient plus forts, plus gros et plus fréquents.

Pour lutter contre le changement climatique, les politiciens de plusieurs pays ont commencé à promulguer des lois pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et la destruction des habitats (section 12.2.1). De nombreuses industries sont également à pied d'œuvre pour développer des technologies « plus vertes » pour nous permettre de vivre une vie plus durable. Les biologistes de la conservation jouent également un rôle crucial dans l'atténuation des impacts négatifs du changement climatique. En plus de mettre en évidence le sort du monde naturel pour la société dans son ensemble, nous pourrions travailler à réduire la perte de services écosystémiques et à prévenir les extinctions d'espèces. Pour accomplir cette tâche, nous devons identifier les espèces et les écosystèmes les plus sensibles au changement climatique et développer des stratégies qui assureront la persistance continue d'autant d'espèces sensibles et de leurs habitats que possible. Le reste de ce chapitre est consacré aux méthodes que nous pouvons employer pour comprendre quelles espèces sont sensibles et comment elles peuvent réagir au changement climatique, tandis que les chapitres 10 à 15 discutent des méthodes que nous pouvons employer pour mieux lutter contre le changement climatique.

6.3.2 Impact du changement climatique sur les écosystèmes terrestres

Mis à part les variations régionales de température et de précipitations, la surface de la Terre sera à l'avenir de quelques degrés plus chaude que les températures que nous connaissons aujourd'hui. En effet, cela signifie que les zones climatiques actuelles se déplaceront généralement vers le haut dans les zones montagneuses et vers les pôles sur les basses terres, les plaines et les plateaux. Pour survivre, les plantes et les animaux sensibles au climat devront suivre ces changements afin qu'ils restent dans leurs enveloppes climatiques appropriées de température et de précipitations.

Changement climatique en montagne

Les espèces qui vivent dans les montagnes sont particulièrement menacées par le changement climatique. Étant donné que les températures diminuent d'environ 0,65°C pour chaque 100 m d'élévation d'altitude (connu sous le nom de taux de baisse de température), une augmentation de 1°C suggère que les espèces sensibles au climat vivant sur une montagne seraient déplacées d'au moins 150 m (1,5 m/ année) vers le haut entre les années 2000 et 2100. Les espèces qui vivent sur les pentes inférieures des montagnes et sont suffisamment mobiles pour effectuer un tel ajustement peuvent avoir la possibilité de se déplacer vers des terrains plus élevés. Cependant, les espèces qui vivent sur ou à proximité des sommets peuvent n'avoir nulle part où aller alors que le monde se réchauffe, entraînant ce que les biologistes appellent des extinctions au sommet des montagnes. Bien qu'une extinction au sommet d'une montagne n'ait pas encore été enregistrée en Afrique, nous avons de nombreuses preuves suggérant que la faune de la région y est vulnérable. Par exemple, en raison du changement climatique, les populations de certaines espèces d'oiseaux endémiques des montagnes de la région du Cap Floristique ont diminué de 30 % au cours des deux dernières décennies (Milne et al., 2015). Les espèces habitant les montagnes de l'Arc oriental de la Tanzanie (Dimitrov et al., 2012), Albertine Rift (Ponce-Reyes et al., 2017) et les forêts guinéennes d'Afrique de l'Ouest (Carr et al., 2014) semblent avoir connu des déclins similaires. Compte tenu de ces observations, ce n'est qu'une question de temps avant qu'un des spécialistes de la montagne d'Afrique suive l'exemple du crapaud doré Monteverde autrefois abondant au Costa Rica (Bufo periglenes, EX), la première extinction d'amphibiens connue attribuée au changement climatique (Crump et al., 1992).

Les espèces qui vivent sur les sommets des montagnes sont vulnérables au changement climatique car elles n'ont peut-être nulle part où aller à mesure que le monde se réchauffe.

Changement climatique dans les plaines

La réponse des espèces vivant dans les basses terres et les plaines a tendance à être plus variable et complexe que celles vivant dans les montagnes. Alors que certaines espèces peuvent n'avoir besoin que d'ajustements mineurs de leur aire de répartition, les chercheurs estiment que certains taxons africains pourraient avoir besoin de se déplacer de 500 km (Barbet-Massin et al., 2009) — peut-être même de 1 000 km (Hsiang et Sobel, 2016) — pour suivre le rythme. avec les changements climatiques. Pour des espèces, comme les oiseaux de la savane tanzanienne qui ont déjà déplacé leur répartition de 200 à 300 km (Beale et al., 2013), l'adaptation semble relativement facile grâce à leur mobilité et à des écosystèmes en grande partie intacts. Malheureusement, le rythme du changement climatique dépassera probablement la capacité d'adaptation de la plupart des espèces (Jezkova et Wiens, 2016 ; Wiens, 2016). Par exemple, près de 62 % des espèces d'Afrique subsaharienne devraient subir des contractions de leur aire de répartition (Hole et al., 2009), et 37 % des espèces sont menacées d'extinction si les prévisions climatiques se vérifient (Thomas et al., 2004). Les espèces vivant dans les forêts de Miombo en Afrique australe sont encore plus vulnérables, où jusqu'à 90 % des amphibiens, 86 % des oiseaux et 80 % des mammifères sont menacés de disparition (Warren et al., 2018).

Les espèces des forêts tropicales de plaine et des déserts sont également très vulnérables aux changements climatiques. De nombreuses espèces tropicales ont des tolérances étroites pour les variations de température et de précipitations, tandis que les spécialistes du désert peuvent être aux limites de leurs tolérances physiologiques à la chaleur et à la dessiccation (Figure 6.4). Par conséquent, même de petits changements dans le climat de ces deux écosystèmes peuvent avoir des effets majeurs sur la reproduction, la répartition des espèces et donc la composition de l'écosystème (Encadré 6.2). Une espèce déjà touchée est l'oryctérope nocturne (Orycteropus afer, LC) : une étude dans le désert du Kalahari en Afrique australe a révélé des taux de mortalité de plus de 80 % chez cette espèce au cours des derniers étés (Rey et al., 2017). Les niveaux élevés de mortalité chez cette espèce ont été attribués à des températures supérieures à la moyenne, qui ont soumis les animaux à un stress thermique, entraînant des perturbations comportementales, une dégradation des conditions corporelles et éventuellement la famine. L'impact du changement climatique sur l'oryctérope est préoccupant car il s'agit d'un ingénieur écosystémique : ses terriers constituent des sites de mise bas et de refuge pour de nombreuses autres espèces (Whittington-Jones et al., 2011).

Encadré 6.2 Oiseaux du désert et changement climatique

Susan Cunningham1 et Andrew McKechnie2,3

1Institut FitzPatrick d'ornithologie africaine, Centre d'excellence DST-NRF,

Université du Cap, Afrique du Sud.

Centre d'excellence 2DST-NRF au FitzPatrick Institute,

Département de zoologie et d'entomologie,

Université de Pretoria, Afrique du Sud.

3Chaire de recherche sud-africaine en physiologie de la conservation, National Zoological Garden,

Institut national sud-africain de la biodiversité,

Pretoria, Afrique du Sud.

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Les déserts, avec leurs températures extrêmes et leurs précipitations rares et imprévisibles, comptent parmi les environnements les plus inhospitaliers de la planète. Pour survivre et se reproduire dans les régions arides, les organismes doivent minimiser leurs besoins en énergie et en eau et éviter l'exposition à des températures potentiellement mortelles. Les oiseaux sont généralement petits et diurnes; et font donc partie des groupes d'animaux les plus vulnérables aux augmentations, même faibles, de la température de l'air associées au changement climatique. Les études des effets de la température sur les oiseaux des zones arides peuvent donc être très instructives pour identifier les nouveaux défis de conservation posés par le réchauffement climatique, développer des mesures d'atténuation et comprendre les interventions de gestion qui pourraient devenir nécessaires au cours du 21e siècle.

Les températures diurnes dans de nombreux déserts dépassent régulièrement la température corporelle des oiseaux, créant des conditions dans lesquelles les oiseaux peuvent éviter un coup de chaleur mortel uniquement en dissipant la chaleur par évaporation. Mais des taux d'évaporation rapides augmentent le risque de déshydratation mortelle des oiseaux. Les oiseaux du désert sont donc confrontés à des décisions de vie ou de mort entre éviter l'hyperthermie par refroidissement par évaporation et éviter la déshydratation mortelle en minimisant les pertes d'eau. Des événements de mortalité massive ont parfois lieu lors de vagues de chaleur extrêmes lorsque les températures de l'air dépassent les limites de tolérance physiologique des oiseaux. En Australie, par exemple, il existe des récits historiques et contemporains de mortalités massives impliquant parfois des millions d'oiseaux. Alors que la Terre se réchauffe en raison du changement climatique, le risque de telles mortalités chez les oiseaux du désert devrait augmenter considérablement pour les déserts d'Australie et d'Amérique du Nord au cours du 21e siècle (McKechnie et Wolf, 2010 ; Albright et al., 2017).

Les régions arides d'Afrique connaissent également des augmentations de température importantes qui devraient se poursuivre au cours des prochaines décennies (Conradie et al., 2019). Dans ces conditions, l'impact de la température de l'air sur la physiologie aviaire peut être médié par le comportement. Les oiseaux utilisent un trio d'ajustements comportementaux pour gérer la charge thermique et maintenir leur température corporelle dans des limites de sécurité. Ceux-ci incluent la recherche d'ombre, la réduction de l'activité pour minimiser la production de chaleur métabolique et le bec béant (halètement, parfois accompagné d'un flutter gulaire) pour faciliter le refroidissement par évaporation respiratoire (Figure 6.B). Bien que ces comportements puissent amortir les coûts physiologiques des températures élevées chez les oiseaux, ils entraînent eux-mêmes des coûts subtils mais importants, notamment via leur impact sur la capacité des oiseaux à se nourrir.

Figure 6.B Un couple de babillards du sud (Turdoides bicolor, LC), endémique des savanes arides d'Afrique australe, le bec béant pour faciliter le refroidissement respiratoire par évaporation pendant un après-midi d'été particulièrement chaud. Photographie de Nicholas Pattinson, CC BY 4.0.

Pour les oiseaux du désert, la recherche de nourriture est d'une importance cruciale pour le maintien de l'équilibre énergétique et hydrique, car la plupart des espèces tirent toute leur eau de leur nourriture. Une activité réduite signifie presque inévitablement une consommation alimentaire réduite via des impacts sur le temps disponible pour la recherche de nourriture. La recherche d'ombre a également des coûts : pour certaines espèces, les retours sur l'effort de recherche de nourriture dans les endroits ombragés sont significativement plus faibles qu'au soleil (par exemple, Cunningham et al., 2013). Enfin, le refroidissement par évaporation respiratoire peut restreindre considérablement la capacité des oiseaux en quête de nourriture à acquérir de la nourriture en raison des contraintes mécaniques liées à l'ouverture simultanée du bec et à son utilisation pour la capture et la manipulation de proies (p. ex. du Plessis et al., 2012).

Sous le changement climatique, les implications de ces compromis comportementaux entre la recherche de nourriture et la thermorégulation ne sont pas négligeables. L'incapacité à équilibrer les budgets hydrique et énergétique signifie que les oiseaux perdent progressivement leur condition corporelle pendant les vagues de chaleur (du Plessis et al., 2012). La recherche de nourriture compromise affecte également la capacité des oiseaux à fournir une progéniture, ce qui entraîne un succès de nidification réduit et/ou des oisillons plus petits et plus légers qui peuvent avoir du mal à survivre et à recruter dans la population reproductrice (p. ex. Cunningham et al., 2013, Wiley et Ridley, 2016).

Équilibrer avec succès les compromis entre la recherche de nourriture et la thermorégulation, et entre l'hyperthermie et la déshydratation, est le secret du succès pour les oiseaux dans les endroits chauds. À mesure que le climat se réchauffe, atteindre cet équilibre deviendra de plus en plus difficile. Les coûts comportementaux sublétaux liés au maintien de la fraîcheur se manifestent à des températures plus froides que celles favorisant des mortalités massives. Dans certaines parties du monde, comme l'Afrique australe, la perte d'oiseaux des écosystèmes désertiques peut donc se produire par le biais de la réduction insidieuse de l'aptitude et de l'affaiblissement des populations (Conradie et al., 2019) avant même d'assister à la mort dramatique. événements pour lesquels l'Australie est déjà tristement célèbre.

Figure 6.4 Le gecko des sables du Namib (Pachydactylus rangei), endémique du désert du Namib en Namibie, survit à la chaleur torride en étant nocturne et en s'enfouissant dans le sable meuble avec ses doigts palmés. Des conditions plus chaudes sous le changement climatique peuvent rendre beaucoup plus difficile la survie du gecko et d'autres espèces du désert, opérant aux limites de leurs tolérances physiologiques. Photographie de Marije Louwsma, https://www.inaturalist.org/observations/18594993, CC BY 4.0.

Une autre préoccupation pour les écosystèmes de plaine est que le changement climatique entraînera probablement la création de nouveaux écosystèmes (c'est-à-dire plus chauds) qui ne ressemblent à aucun autre actuellement sur Terre (Williams et al., 2007). Ces changements conduiront à l'attrition biotique. L'appauvrissement progressif des communautés biologiques des écosystèmes de plaine au fur et à mesure que les espèces s'éteignent ou s'éloignent tout en suivant leurs enveloppes climatiques. Ce qui n'est pas clair, c'est comment les niches laissées ouvertes par la perte nette d'espèces, et les niches nouvellement créées dans les nouveaux écosystèmes, seront comblées. Le scénario le plus probable est que des espèces plus tolérantes et généralistes remplissent les niches vides. Cependant, avec la perte inévitable de certaines espèces, combinée au découplage d'interactions biologiques importantes (discutées ci-dessous), certaines fonctions et services associés aux écosystèmes de plaine sont susceptibles de finir par s'effondrer. Il est important de noter que les forêts tropicales de plaine et les déserts ne sont en aucun cas les seuls écosystèmes vulnérables à l'attrition biotique.Par exemple, les chercheurs ont découvert que même un réchauffement modéré exposerait les hautes terres éthiopiennes à l'usure biotique (Kreyling et al., 2010).

Changement climatique et limitations de la dispersion

Dans de nombreux écosystèmes divers, un grand nombre d'espèces sont menacées par le changement climatique en raison de leurs faibles capacités de dispersion. Parce qu'elles manquent de mécanismes de dispersion appropriés, les espèces, telles que les plantes à maturation lente (Foden et al., 2007), les mousses et les insectes incapables de voler peuvent tout simplement ne pas être en mesure de suivre les conditions climatiques changeantes. Les impacts du changement climatique sur les espèces à dispersion limitée en Afrique sont déjà visibles. Par exemple, l'escargot d'Aldabra autrefois abondant (Rhachistia aldabrae, CR) est aujourd'hui si rare que cette espèce de Lazarus (Figure 6.5) était autrefois considérée comme éteinte en raison du changement climatique (Battarbee, 2014). On craint également que des sécheresses successives dans la région floristique du Cap aient récemment conduit à l'extinction une espèce rare d'oseille (Oxalis hygrophila, CR) (Zietsman et al., 2008). Ensuite pourrait être la katydide des cavernes (Cedarbergeniana imperfecta, CR) et la katydide à ailes de dentelle du Marais (Pseudosaga maraisi, CR); ces insectes très menacés comptent parmi les très rares spécialistes des grottes en Afrique, et pourtant, en vivant dans des écosystèmes très restreints et restrictifs, ils font face à des défis majeurs pour s'adapter au changement climatique (Bazelet et Naskrecki, 2014). Les limitations de la dispersion affecteront également grandement les espèces terrestres vivant sur les îles océaniques, qui trouveront presque impossible de suivre leurs niches climatiques lorsqu'elles se déplaceront au-dessus de l'océan. Une de ces espèces est l'alouette Raso du Cap-Vert (Alauda razae, CR); avec une taille de population qui fluctue en réponse aux précipitations, les conditions de sécheresse induites par le changement climatique ont poussé cet oiseau au bord de l'extinction ces dernières années (BirdLife International, 2016).

Figure 6.5 L'escargot d'Aldabra des Seychelles était autrefois considéré comme l'une des premières espèces au monde poussées à l'extinction par le changement climatique. Heureusement, une petite population isolée a été découverte, offrant aux biologistes de la conservation une seconde chance d'assurer la survie de cette espèce. Photographie de Catherina Onezia/Seychelles Islands Foundation, CC BY 4.0.

Changement climatique et interactions biologiques

Les espèces très mobiles ne sont pas entièrement épargnées par les impacts négatifs du changement climatique. Considérez un instant les espèces migratrices. De la même manière que les musiciens d'un orchestre s'appuient sur un chef d'orchestre pour rester synchronisés, les espèces migratrices s'appuient sur des indices environnementaux, tels que la durée du jour et la température, pour décider quand elles doivent commencer à se déplacer d'une zone à l'autre. Mais parce que différentes espèces dépendent de différents indices environnementaux pour chronométrer leurs cycles de vie (par exemple, la reproduction), toutes les espèces ne s'adapteront pas au changement climatique au même rythme. Il y a donc une forte probabilité que le changement climatique perturbe ces mouvements synchrones que le règne animal a développés depuis des milliers d'années (Renner et Zohner, 2018). Cette perturbation des aspects chronométrés du cycle de vie des espèces, tels que la migration et la reproduction, est appelée inadéquation phénologique ou asynchronie trophique. Les chercheurs ont déjà observé des signes d'inadéquation phénologique : certains oiseaux migrateurs qui hivernent en Afrique ont commencé à migrer vers leurs aires de reproduction européennes à des dates plus précoces qu'auparavant (Both et al., 2006 ; Vickery et al., 2014). Si ces tendances se maintiennent, ils pourraient bientôt commencer à se reproduire avant le pic de disponibilité de la nourriture, ce qui pourrait entraîner une diminution de la valeur adaptative de la progéniture.

Nous pouvons déjà voir des preuves de la façon dont le changement climatique perturbe les migrations et les relations mutualistes qui se sont développées au cours de milliers d'années.

Les espèces résidentes sont également vulnérables à l'inadéquation phénologique. Bien que ces espèces ne soient pas connues pour leurs déplacements à grande échelle dans le monde entier, elles peuvent néanmoins devoir ajuster leurs aires de répartition pour suivre leurs niches climatiques. Étant donné qu'il est improbable que différentes espèces s'adaptent au même rythme, il existe donc un danger que d'importantes relations mutualistes puissent être séparées lors des adaptations de l'aire de répartition. Ceci est préoccupant pour les espèces avec des niches d'alimentation spécialisées, comme on le voit chez certains pollinisateurs. Par exemple, des études d'Afrique du Sud ont montré comment les ajustements nécessaires de l'aire de répartition sous le changement climatique menacent à la fois les souimangas - qui montrent une faible adaptabilité (Simmons et al., 2004) - et leurs plantes hôtes, si des niches de pollinisateurs spécialisés sont laissées vacantes (Huntley et Barnard, 2012). Les extinctions résultant de ce découplage des relations mutualistes sont appelées coextinction (Koh et al., 2004), tandis qu'une série de coextinctions liées est appelée cascade d'extinction (section 4.2.1).

Changement climatique et reptiles

On peut penser que les reptiles – souvent vus se prélasser sur des rochers inondés de soleil pour obtenir des températures corporelles actives – pourraient bénéficier du changement climatique. Pourtant, en tant que groupe, ils devraient également souffrir du changement climatique. L'une des raisons est que de nombreux reptiles devront également adapter leur aire de répartition aux changements climatiques (Houniet et al., 2009). Plus important encore, le changement climatique augmentera la vulnérabilité des reptiles à la stochasticité démographique (section 8.7.2). De nombreux reptiles - et certains poissons - ont leur sexe déterminé par la température au cours du développement embryonnaire, des températures plus chaudes conduisant souvent à plus de femelles (Valenzuala et Lance, 2004). En général, les femelles régulent les sex-ratios de leur progéniture par une sélection de sites de reproduction à petite échelle. Sous le changement climatique, cependant, il pourrait être plus difficile pour les femelles de trouver des sites de reproduction avec des microclimats appropriés. Cette situation est préoccupante dans le parc de la zone humide d'iSimangaliso en Afrique du Sud, où les crocodiles du Nil (Crocodylus niloticus, LC) ont déjà du mal à trouver des sites de reproduction appropriés en raison des changements du microclimat causés par l'empiètement des plantes envahissantes (Leslie et Spotila, 2001). Les espèces incapables d'adopter de nouveaux mécanismes pour contrôler le biais du sex-ratio de la progéniture peuvent éventuellement disparaître, même en cas de changements de température relativement faibles (Sinervo et al., 2010).

6.3.3 Impact du changement climatique sur les écosystèmes d'eau douce

Les écosystèmes d'eau douce d'Afrique étant déjà mis à rude épreuve par les exigences d'une population humaine croissante, la biodiversité d'eau douce sera confrontée à plusieurs facteurs de stress supplémentaires associés au changement climatique. Le changement climatique aura un impact sur la température de l'eau, le débit et la variabilité du débit. Étant donné que ces variables sont trois prédicteurs principaux de la composition de l'écosystème d'eau douce (van Vliet et al., 2013 ; Knouft et Ficklin, 2017), on s'attend à ce que le changement climatique affecte considérablement la composition et le fonctionnement de l'écosystème d'eau douce au cours des prochaines décennies.

Rivières et ruisseaux plus chauds

Les climatologues et les hydrologues prédisent que les écosystèmes d'eau douce connaîtront généralement des augmentations de température en raison du changement climatique. Ces changements sont déjà évidents en Afrique : par exemple, le lac Albert à la frontière entre la RDC et l'Ouganda, et le lac Mweru Wantipa en Zambie, ont connu des augmentations de température de surface de 0,62°C et 0,56°C respectivement au cours de la dernière décennie (O'Reilly et al. ., 2015). Comme leurs homologues terrestres, de nombreuses espèces d'eau douce sont sensibles aux changements de température (par exemple, Reizenberg et al., 2019). Une eau plus chaude contient également moins d'oxygène dissous et une toxicité accrue des polluants (Whitehead et al., 2009). De plus, des saisons de croissance plus longues et des températures de l'eau plus élevées entraîneront une augmentation générale de la productivité primaire et des taux de décomposition, ce qui entraînera à son tour une augmentation des charges en éléments nutritifs, des proliférations d'algues et de l'eutrophisation (Whitehead et al., 2009). Tous ces facteurs obligeront de nombreuses espèces d'eau douce, même celles qui ne sont pas sensibles aux changements de température, à ajuster leurs aires de répartition pour suivre les conditions appropriées. Bon nombre de ces ajustements seront entravés par la fragmentation de l'habitat, notamment par les barrages et autres constructions humaines qui bloquent les voies de dispersion appropriées. Comme complication supplémentaire, de nombreux organismes aquatiques ne peuvent pas voyager par voie terrestre, et sont donc naturellement limités pour ajuster leurs aires de répartition le long des rivières et des ruisseaux dans lesquels ils vivent. Mais l'orientation de ces rivières et ruisseaux peut ne pas suivre des isolignes thermiques appropriées : considérons une espèce d'eau froide qui doit se disperser à une altitude plus élevée - et donc en amont - lorsque sa niche climatique se déplace plus haut sur une montagne. Pour certaines espèces d'eau douce, les obstacles à l'ajustement de leur aire de répartition si nécessaire peuvent être insurmontables.

Le changement climatique modifiera la température de l'eau, le débit et la variabilité du débit, les trois principaux prédicteurs de la composition de l'écosystème d'eau douce.

Modification des régimes d'écoulement

La modification des niveaux de précipitations aura plusieurs impacts sur les écosystèmes d'eau douce, en particulier en ce qui concerne les changements dans leurs régimes d'écoulement (Thieme et al., 2010; Knouft et Ficklin, 2017). Par exemple, les zones qui subissent une diminution des précipitations connaîtront une diminution du ruissellement et un assèchement accru des terres humides et des petits cours d'eau, tandis que les zones où les précipitations sont accrues connaîtront une augmentation des ondes de tempête et des chasses d'eau. Ces changements, ainsi que les impacts de l'augmentation des taux d'extraction d'eau et de l'évapotranspiration dans un monde plus chaud, entraîneront des changements importants dans les niveaux d'eau, les débits, les charges sédimentaires, la turbidité de l'eau et la structure de l'environnement physique. Avec environ 80 % des poissons d'eau douce d'Afrique qui devraient subir des changements importants de régime d'écoulement (Thieme et al., 2010), la région connaîtra probablement des changements substantiels dans la composition des communautés d'eau douce au cours des prochaines décennies.

Compte tenu de ces multiples facteurs de stress, il est raisonnable de s'attendre à ce que de nombreuses espèces d'eau douce disparaissent ou soient confrontées à des déclins de population et à des changements de répartition importants au cours des prochaines décennies. Ces changements sont une préoccupation majeure en Afrique, où tant de personnes dépendent du poisson et des ressources naturelles connexes pour leur subsistance. Les communautés en Ouganda, au Malawi, en Guinée et au Sénégal ont déjà plus de mal à répondre à leurs besoins nutritionnels en raison du déclin des poissons d'eau douce induit par le climat (Allison et al., 2009). De plus, au lac Tanganyika, qui fournit 20 à 40 % des protéines alimentaires des pays environnants, les rendements en poisson ont diminué de 30 % ces dernières années, ce qui est également attribué au changement climatique (O'Reilly et al., 2004).

6.3.4 Impact du changement climatique sur les écosystèmes marins

Comme les forêts tropicales, les océans du monde ont historiquement fourni un environnement relativement stable dans lequel les organismes marins ont évolué. Bien que cette stabilité favorise la diversité des espèces, elle rend également les espèces marines plus vulnérables aux changements environnementaux. En fait, une étude récente a révélé que les espèces marines à sang froid sont deux fois plus vulnérables aux impacts des océans plus chauds que leurs homologues terrestres (Pinsky et al., 2019). En plus des impacts des ondes de tempête (figure 6.6) et du réchauffement des océans (qui entraîne l'élévation du niveau des mers et la désoxygénation des océans), les organismes marins doivent également faire face à l'acidification des océans. Ces menaces auront probablement des impacts similaires à ceux auxquels sont confrontés les écosystèmes terrestres et d'eau douce, notamment des ajustements de l'aire de répartition, l'attrition biotique et le découplage ou des interactions importantes. Ci-dessous, nous discutons plus en détail des mécanismes qui conduiront à certains de ces changements.

Figure 6.6 De nombreuses espèces vivant dans les régions côtières de faible altitude peuvent être poussées à l'extinction par des cyclones/ouragans plus fréquents, des ondes de tempête et l'élévation du niveau de la mer résultant du changement climatique. L'hippocampe de Knysna (Hippocampus capensis, EN) en est un exemple ; les biologistes ont attribué la mort de milliers de ces animaux uniques aux fluctuations de température et aux inondations qui ont modifié des parties de leur aire de répartition très restreinte en Afrique du Sud (Pollom, 2017). Photographie de Brian Gratwicke, https://www.flickr.com/photos/briangratwicke/7108174613, CC BY 2.0.

L'acidification des océans

Comme indiqué précédemment, les activités humaines libèrent chaque jour des quantités massives de CO2 dans l'atmosphère. Bien que les forêts et autres communautés végétales reçoivent une attention considérable pour la séquestration du CO2, les océans du monde jouent également un rôle clé dans le contrôle du bilan carbone de la Terre. En fait, les océans du monde absorbent environ 20 à 25 % de nos émissions actuelles de CO2 (Khatiwala et al., 2009). Maintenant, avec plus de CO2 atmosphérique disponible, les océans absorbent plus de carbone, qui se dissout dans l'eau de mer sous forme d'acide carbonique. Bien que cette absorption puisse ralentir le changement climatique, elle augmente également l'acidité (c'est-à-dire l'abaissement des niveaux de pH) des océans du monde. Ce processus, connu sous le nom d'acidification des océans, a plusieurs conséquences qui peuvent tuer directement et indirectement les organismes marins. Par exemple, il inhibe la capacité des animaux coralliens à déposer le calcium utilisé pour construire la structure de leurs récifs (Mollica et al., 2018), et empêche les coquillages d'accumuler des quantités suffisantes de carbonate de calcium pour développer des coquilles suffisamment solides pour survivre (Branch et al., 2013). L'acidification des océans perturbe également la dynamique prédateur-proie en altérant les sens des espèces de proies (Leduc et al., 2013) et en compromettant la capacité des créatures marines à communiquer avec leurs congénères (Roggatz et al., 2016).

Le changement climatique provoque une élévation du niveau de la mer et une augmentation des températures de l'eau de mer, avec de vastes implications pour l'écologie marine et les personnes vivant dans les zones côtières.

Le niveau de la mer monte

Au cours des 30 à 40 dernières années, les températures de surface des océans se sont réchauffées d'environ 0,64 °C (NOAA, 2016). Le réchauffement des océans a plusieurs implications, la plus connue étant l'élévation du niveau de la mer, causée par l'expansion thermique de l'eau l'eau libérée par la fonte des glaciers et des calottes glaciaires polaires. Les prévisions actuelles suggèrent que le niveau de la mer en Afrique subsaharienne augmentera de 0,2 à 1,15 m au cours des 100 prochaines années, par rapport aux niveaux de 2005 (Serdeczny et al., 2017). Au fur et à mesure que les océans s'enfoncent plus à l'intérieur des terres, l'étendue des écosystèmes côtiers de basse altitude tels que les côtes rocheuses ou les plages de sable se rétrécira, ainsi que la taille des populations d'animaux sauvages vivant dans ces zones. L'extinction de Bramble Cay melomys (Melomys rubicola, EX) en Australie - la première extinction de mammifères documentée au monde causée par le changement climatique anthropique - a été attribuée à l'élévation du niveau de la mer (Gynther et al., 2016).

Blanchiment du corail

L'incroyable diversité des écosystèmes des récifs coralliens est attribuable à la relative stabilité des océans tropicaux. En raison de cette stabilité, certaines espèces de coraux se sont adaptées à des niches très spécialisées. De nombreux coraux ne tolèrent donc que des plages étroites de température, d'ensoleillement, d'opacité de l'eau et de charges nutritives. Le changement climatique perturbe cette stabilité, en modifiant la température (réchauffement des océans), la profondeur (élévation du niveau de la mer), les charges de sédiments et de nutriments (augmentation de l'érosion et du ruissellement) des environnements où vivent les coraux. Ces changements conduisent à une rupture des relations mutualistes critiques entre les algues photosynthétiques et les coraux. Dans le processus, les coraux perdent également leurs couleurs vives, révélant les squelettes blancs fantomatiques des coraux, d'où le nom de blanchiment des coraux (Figure 6.7). Cette rupture de la relation prive les coraux des glucides essentiels qu'ils obtiennent des algues, provoquant la mort de faim des coraux si les conditions de stress persistent pendant une période prolongée.

Figure 6.7 Un biologiste marin étudie les coraux blanchis dans le parc national marin de Curieuse, aux Seychelles. Les événements de blanchiment se produisent lorsque le stress thermique tue les coraux, ne laissant que des squelettes blancs là où existait une communauté de récifs coralliens autrefois dynamique. Photographie d'Emma Camp, CC BY 4.0.

Les océans tropicaux d'Afrique ont connu ces dernières années de vastes épisodes de blanchissement des coraux. Par exemple, certaines parties de la Tanzanie et du Kenya ont vu plus de 80 % de leurs coraux affectés (McClanahan et al., 2007 ; Chauka, 2016). Le blanchissement des coraux affecte également d'autres espèces associées aux récifs coralliens. Par exemple, aux Seychelles, où le blanchissement des coraux a été observé sur 70 à 99 % des récifs, les poissons-papillons présentaient une dégradation du comportement territorial, ce qui les rendait difficiles à se reproduire et à se nourrir (Samways, 2005). À Zanzibar, en Tanzanie, les communautés de poissons érodées ont montré peu de signes de rétablissement plusieurs années après un épisode de blanchissement (Garpe et al., 2006).

Désoxygénation des océans

Les poissons et les invertébrés marins dépendent de l'oxygène dissous qui pénètre dans l'eau soit par l'atmosphère, soit par le plancton photosynthétique. Mais parce que l'eau plus chaude absorbe moins d'oxygène, les scientifiques prédisent que certaines zones de l'océan connaîtront une baisse de 3 à 6 % des concentrations d'oxygène dissous en raison du changement climatique (GIEC, 2014). Ce processus, connu sous le nom d'étouffement des océans ou de désoxygénation des océans (Ito et al., 2017), laissera des parties de l'océan impropres aux poissons et invertébrés marins. L'impact de la désoxygénation des océans sera également ressenti par les pêcheries économiquement importantes, notamment le long de l'Afrique de l'Ouest (Long et al., 2016) où le changement climatique devrait entraîner des pertes économiques liées à la pêche de plus de 311 millions de dollars US chaque année (Lam et al. ., 2012).

6.3.5 Le changement climatique interagit avec la perte d'habitat

La perte d'habitat et le changement climatique ont chacun des impacts négatifs sur la biodiversité ; cependant, ces menaces interagissent également pour avoir un impact négatif global plus important que la somme de ces menaces indépendamment. Surtout, en raison de la perte d'habitat, de nombreuses espèces seront incapables d'ajuster adéquatement leurs aires de répartition pour suivre l'évolution de leurs niches climatiques. Par exemple, certaines espèces pourraient ne pas être en mesure d'adapter leurs aires de répartition parce que l'habitat convenable dans leurs futures aires de répartition sera détruit par l'activité humaine.

Le changement climatique interagit avec la perte d'habitat, en entravant la capacité des espèces à s'adapter et en mettant en conflit la faune en dispersion avec les humains.

Les écarts de changement d'aire de répartition décrivent une lacune d'habitat qui empêche une espèce de se disperser de son aire de répartition actuelle vers l'aire de répartition future (figure 6.8). Ces lacunes, qui peuvent se produire naturellement ou en raison de la fragmentation de l'habitat, peuvent également entraver les ajustements de l'aire de répartition en raison du changement climatique. Bien que l'impact des écarts de changement d'aire de répartition soit un domaine de recherche actif, on s'attend à ce que les espèces des sommets des montagnes puissent être intrinsèquement vulnérables aux écarts de déplacement d'aire de répartition, en particulier si elles sont incapables de se disperser d'abord en aval avant de pouvoir atteindre des emplacements adaptés au climat à des altitude plus élevée ailleurs. Par exemple, plus de 60 % des plantes herbacées vivant dans les montagnes Arsi en Éthiopie pourraient bientôt être confrontées à des écarts de répartition (Mekasha et al., 2013). Mais même les espèces très mobiles peuvent être vulnérables, de nombreux oiseaux africains devant être confrontés à des écarts de changement d'aire de répartition lorsqu'ils ajustent leurs aires de répartition (La Sorte et al., 2014).

Figure 6.8 Exemple hypothétique d'une espèce ajustant son aire de répartition au changement climatique le long d'un habitat non fragmenté (scénario 1) et d'une espèce incapable d'ajuster son aire de répartition en raison d'un écart de changement d'aire de répartition (scénario 2). Dans le scénario 1, l'espèce persiste ; dans le scénario 2, l'espèce s'éteint parce qu'une lacune dans l'habitat disponible empêche la dispersion dans des zones appropriées. CC BY 4.0.

La perte d'habitat et le changement climatique devraient également exacerber les conflits entre l'homme et la faune (section 14.4). L'Afrique subsaharienne subira des pertes allant jusqu'à 2,5 millions de km2 de terres arables entre 2010 et 2100 (Zabel et al., 2014). Ces pertes verront encore plus d'écosystèmes naturels convertis à l'agriculture, ce qui, à son tour, augmentera encore la concurrence entre et entre les humains et la faune pour des ressources telles que la nourriture, l'eau et un habitat approprié (Serdeczny et al., 2017). Au fur et à mesure que l'empreinte humaine s'étend à travers la Terre, l'agriculture et les infrastructures entraveront la capacité des espèces spécialisées à trouver de la nourriture et à s'adapter aux conditions changeantes, tandis que les espèces généralistes seront forcées de s'installer sur les terres agricoles et les habitations humaines à proximité alors qu'elles recherchent des ressources et/ou se dispersent à travers le paysage. Un tel scénario exacerbera probablement les conflits entre l'homme et la faune dans des zones comme la région d'Amboseli au Kenya, où les lions vivant dans des écosystèmes fragmentés avec des populations de proies naturelles en diminution sont de plus en plus enclins à errer au-delà des limites des aires protégées dans les zones d'élevage à la recherche de nourriture (Tuqa et al., 2014).

6.4 Bénéficiaires du changement climatique

Pour être clair, toutes les espèces ne souffriront pas de la même manière du changement climatique. En fait, certaines espèces seront résilientes et d'autres bénéficieront même d'un réchauffement de la planète. Les principaux bénéficiaires sont les usines du nord de l'Europe, de l'Asie et de l'Amérique du Nord (Zabel et al., 2014) et, dans une moindre mesure, du sud de l'Amérique du Sud et de la Nouvelle-Zélande. Dans ces zones, les plantes bénéficieront de saisons de croissance plus longues (printemps plus précoces et hivers plus courts) et d'une augmentation des concentrations de CO2 (ce qui augmentera les taux de photosynthèse).

Les espèces généralistes à forte diversité génétique et qui se reproduisent rapidement sont susceptibles de bénéficier du changement climatique. De nombreuses espèces qui présentent ces caractéristiques sont porteuses de maladies et sont des ravageurs agricoles.

Plus près de nous, une variété d'espèces africaines devraient également bénéficier du changement climatique. Il s'agit notamment d'espèces généralistes actuellement limitées par des interactions avec des spécialistes localisés qui sont, du moins actuellement, de meilleurs concurrents pour limiter les ressources. Certaines espèces tropicales peuvent prospérer à mesure que leurs habitats deviennent plus chauds et plus humides. Les espèces à forte diversité génétique qui se reproduisent rapidement (permettant une adaptation rapide aux changements environnementaux) sont également susceptibles d'en bénéficier. Malheureusement, de nombreuses espèces qui présentent ces traits sont porteuses de maladies (encadré 6.3) et sont des ravageurs agricoles (Serdeczny et al., 2017). Par exemple, les populations de scolyte du caféier (Hypothenemus hampei) - le ravageur le plus notoire du café en Afrique - devraient augmenter considérablement dans un monde plus chaud (Jaramillo et al., 2011). Cette menace croissante est particulièrement préoccupante étant donné que les températures plus élevées ont déjà réduit les récoltes de café dans des pays comme la Tanzanie jusqu'à 50 % (Craparo et al., 2015).

Encadré 6.3 Altération de l'habitat, changement climatique et maladies transmises par les moustiques

Kévin Njabo

Centre de Recherche Tropicale,

Institut de l'environnement et de la durabilité de l'UCLA,

Los Angeles, Californie, États-Unis.

[email protected]

Avec un changement climatique sans précédent qui se profile, les maladies transmises par les moustiques, y compris le paludisme et la dengue, auront un impact sur les humains et la faune sauvage de manière inédite et imprévisible. Alors que le changement climatique est de nature mondiale, les changements dus à la modification de l'habitat se produisent plus rapidement à l'échelle locale et ont des effets importants sur les maladies transmises par les moustiques (Figure 6.C). Par exemple, la destruction des forêts tropicales péruviennes a déclenché plus de 120 000 cas de paludisme à la fin des années 1990, contre moins de 150 neuf ans plus tôt (Vitor et al., 2006).

Figure 6.C (Haut) Camions transportant des arbres récemment abattus au Gabon. Photographie de David Stanley, https://www.flickr.com/photos/davidstanleytravel/4617017302, CC BY 2.0. (En bas) Anopheles funestus, l'un des vecteurs les plus importants du paludisme en Afrique. Photographie de l'USCDCP, CC0.

Les forêts tropicales du bassin du Congo abritent environ 20% de toutes les espèces végétales et animales connues sur Terre. Pourtant, la modification de l'habitat se poursuit à un rythme alarmant (Harris et al., 2012). Ces menaces sont exacerbées par le fait que l'Afrique (Boko et al., 2007), et l'Afrique centrale en particulier (McClean et al., 2006), devraient être parmi les plus durement touchées par le changement climatique. Les augmentations de température prévues conduiraient à des saisons de transmission du paludisme plus longues et à une extension de 5 à 7 % de la maladie vers des latitudes plus élevées (Craig et al., 1999, Boko et al., 2007). Couplé à la croissance démographique prévue, le changement climatique doublerait presque le nombre de personnes à risque d'infection par la dengue d'ici 2080. Ceci est préoccupant car l'Afrique est particulièrement vulnérable aux changements environnementaux en raison de sa capacité d'adaptation limitée, de sa pauvreté généralisée et de ses faibles niveaux de développement.

Comment alors l'altération de l'habitat et le changement climatique affecteront-ils les maladies transmises par les moustiques telles que le paludisme ? La relation entre la transmission des maladies, la modification de l'habitat et le changement climatique est complexe. Bien que la déforestation augmente le risque de transmission de maladies (Vitor et al., 2006), différents moustiques vecteurs du paludisme (Anopheles spp.) sont adaptés à différents microclimats. Ironiquement, nos écosystèmes aux multiples facettes jouent à la fois le rôle de maintenir les cycles de transmission avec des infections croisées aux humains et de réguler ces cycles tout en contrôlant les retombées dans les populations humaines. L'équilibre entre ces facteurs est influencé par la disponibilité d'un habitat convenable pour les moustiques et d'hôtes réservoirs de l'infection. Dans un monde idéal, les cycles de transmission sont régulés par des processus dépendants de la densité tels que l'immunité acquise contre les maladies infectieuses, et par les limites de la capacité de charge de l'environnement pour soutenir les insectes et les hôtes.

Les habitats naturels modifiés et l'augmentation possible de la transmission de maladies des animaux aux humains augmentent également les risques potentiels d'adaptation de nouveaux agents pathogènes aux hôtes humains. Seuls environ 2 000 virus uniques sur un million estimé, portés par des espèces de vertébrés sauvages présentant des menaces zoonotiques potentielles, ont été décrits. Par exemple, lorsqu'un lentivirus des chimpanzés a sauté sur l'homme pour la première fois dans les années 1930, peu de personnes sont mortes. Mais la maladie a pris pied dans la ville africaine en croissance rapide de Kinshasa en RDC et a évolué en une forme qui s'est attaquée efficacement aux humains. Plus de 78 millions de personnes ont été infectées entre 1981 et 2015. À ce jour, la maladie qu'il provoque, le sida, a tué plus de 39 millions de personnes, tandis qu'on estime que 37 millions de personnes vivent avec le VIH.

Aujourd'hui, la modification de l'habitat, telle que la déforestation, n'entraîne pas seulement l'extinction d'espèces et émet beaucoup de dioxyde de carbone qui modifie le climat, elle augmente également les opportunités pour les maladies transmises par les moustiques, telles que le paludisme et la dengue, d'infecter davantage d'humains dans de nouveaux endroits. Les progrès technologiques, notamment la modélisation mathématique et informatique, la génomique et le suivi par satellite, nous permettront, espérons-le, de mieux prévoir les futures épidémies. Mais nous pouvons également réduire les risques d'épidémie en prenant mieux soin de notre environnement.

Les tortues marines sont un groupe d'espèces actuellement menacées d'extinction qui pourraient bénéficier d'un monde plus chaud. Les chercheurs travaillant sur Cabo Verde spéculent que les populations de tortues caouannes (Caretta caretta VU) de la nation insulaire bénéficieront d'un sex-ratio en faveur des femelles (comme prévu dans des conditions plus chaudes) étant donné qu'un seul mâle peut se reproduire avec plusieurs femelles (Laloë et al. , 2014). Cependant, les chercheurs notent que cette population nécessite une surveillance continue comme assurance contre la stochasticité démographique (section 8.7.2) qui peut devenir une menace plus importante en raison du changement climatique.

Le changement climatique a le potentiel de restructurer considérablement les écosystèmes du monde, les services écosystémiques et les économies nationales.

6.5 L'impact global du changement climatique

Il devrait être clair pour quiconque que le changement climatique a le potentiel de restructurer considérablement les écosystèmes du monde, les services écosystémiques et les économies nationales. De nombreuses zones côtières connaîtront une élévation du niveau de la mer et une augmentation des inondations, tandis que les zones intérieures pourraient connaître une désertification et des conditions de culture moins favorables. Les Africains pauvres en subiront les conséquences de manière disproportionnée en raison de leur mobilité limitée, de leur forte dépendance aux services écosystémiques et du manque général d'infrastructures de gestion des catastrophes (Serdeczny et al., 2017).

Si nous voulons atténuer les impacts de grande envergure du changement climatique, nous devons soigneusement surveiller et étudier les changements dans les communautés biologiques et le fonctionnement des écosystèmes, et comment ils sont liés aux changements climatiques et à d'autres facteurs de stress. Bien que nous puissions perdre certaines espèces dans un monde plus chaud, nous pouvons également empêcher de nombreuses extinctions grâce à une gestion proactive de la faune (section 11.4). Il est probable que de nombreuses aires protégées existantes ne préserveront plus certaines des espèces rares et menacées qui y vivent actuellement (Hole et al., 2009 ; Smith et al., 2016, mais voir Beale et al., 2013), ce qui nécessite une planification minutieuse lors de la création de nouvelles aires protégées (section 13.7.2). Même si le changement climatique n'est pas aussi grave que prévu, les mesures que nous prenons maintenant pour sauvegarder la biodiversité ne peuvent qu'être utiles à l'avenir.

En 2007, l'économie mondiale était sur le point de s'effondrer à cause des méfaits du secteur des services financiers. Compte tenu du fait que le changement climatique provoque des perturbations et des souffrances sociétales, et de notre monde de plus en plus globalisé (dans lequel les perturbations régionales se font sentir beaucoup plus qu'auparavant), les politiciens s'inquiètent à juste titre de notre capacité à nous adapter à une restructuration généralisée des ressources naturelles mondiales (Dietz et al., 2016). Bien que les conséquences du changement climatique soient étroitement associées aux sciences de l'environnement, il s'agit véritablement, au fond, d'une préoccupation en matière de droits humains.

Les impacts généralisés et dramatiques du changement climatique méritent à juste titre beaucoup d'attention. Mais il est également important de se rappeler que nous continuons à détruire l'habitat à une échelle massive et à un rythme croissant, et cette perte d'habitat est actuellement la principale cause d'extinction d'espèces. Les plus hautes priorités en matière de conservation doivent continuer d'être la préservation d'écosystèmes sains, intacts et connectés, et la restauration d'écosystèmes dégradés. Ces actions réduiront simultanément les impacts du changement climatique, en réduisant les émissions de carbone, en augmentant la séquestration du carbone et en donnant à la faune plus de possibilités d'ajuster ses aires de répartition, à son rythme, à mesure que le climat mondial change.

6.6 Résumé

  1. Alors que le changement climatique est souvent considéré comme un défi futur, nous pouvons déjà voir ses impacts aujourd'hui, comme le montrent les températures record et l'évolution des régimes de précipitations. Ces changements se produisent parce que les activités humaines libèrent quotidiennement de grandes quantités de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
  2. La perte d'habitat contribue au changement climatique directement par la destruction d'écosystèmes complexes (c.
  3. Certains changements climatiques devraient être si rapides au cours des prochaines décennies que de nombreuses espèces seront incapables d'ajuster leurs aires de répartition pour suivre les changements environnementaux. Les espèces ayant des limitations de dispersion, des besoins particuliers en matière d'habitat et d'importantes relations mutualistes sont particulièrement menacées d'extinction.
  4. L'atténuation des impacts négatifs du changement climatique nécessitera une approche internationale à plusieurs volets qui comprend la protection et la restauration des écosystèmes, la gestion directe des espèces et des mesures législatives.
  5. Les espèces sont rarement exposées à une seule menace; au contraire, différentes menaces interagissent avec le changement climatique de sorte que leur impact combiné est supérieur à leurs effets individuels. Une stratégie de conservation réussie doit faire face à ces menaces collectivement.

6.7 Sujets de discussion

  1. Pensez à n'importe quel écosystème particulier dans votre région. Comment pensez-vous que le changement climatique aura un impact sur cet écosystème? Selon vous, quelle mesure unique peut être mise en œuvre pour réduire l'impact du changement climatique sur cet écosystème ? Pouvez-vous penser aux ressources dont vous aurez besoin pour mettre en œuvre cette mesure?
  2. Selon vous, quels groupes de personnes et d'animaux sauvages en Afrique bénéficieront le plus du changement climatique et pourquoi ? Selon vous, qui souffrira le plus et pourquoi ?
  3. Comment devrions-nous traiter les espèces qui n'ont nulle part où aller en raison du changement climatique ? Doit-on les laisser s'éteindre ? Et s'il s'agissait d'une espèce économiquement importante, comme celle qui soutient une importante industrie de la pêche ou de l'écotourisme ? Selon vous, quelles sont nos meilleures options pour sauver ces espèces ?

6.8 Lectures suggérées

Allison, E.H., A.L. Perry, M.-C. Badjeck, et al. 2009. Vulnérabilité des économies nationales aux impacts du changement climatique sur la pêche. Poissons et pêche 10 : 173-96. https://doi.org/10.1111/j.1467-2979.2008.00310.x Les pêcheries africaines sont très vulnérables au changement climatique.

Dietz, S., A. Bowen, C. Dixon, et al. 2016. « Valeur climatique à risque » des actifs financiers mondiaux. Nature Changement climatique 6 : 676-79. https://doi.org/10.1038/nclimate2972 Le changement climatique entraînera des pertes financières pouvant atteindre 24 000 milliards de dollars.

Hole, D.G., S.G. Willis, DJ. Pain, et al. Impacts projetés du changement climatique sur un réseau d'aires protégées à l'échelle du continent. Ecology Letters 12 : 420-43. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01297.x Au cours des prochaines décennies, de nombreuses espèces ne pourront pas survivre dans leurs emplacements actuels en raison du changement climatique.

GIEC. 2014. Changement climatique 2014 : Rapport de synthèse du RE5 (Genève : GIEC). https://www.ipcc.ch/report/ar5/syr Présentation complète des preuves du changement climatique mondial, ainsi que des prévisions pour les décennies à venir.

Jaramillo J., E. Muchugu, F.E. Vega, et al. 2011. Certains l'aiment chaud : L'influence et les implications du changement climatique sur le scolyte du caféier (Hypothenemus hampei) et la production de café en Afrique de l'Est. PLoS ONE 6 : e24528. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0024528 Certains ravageurs importants des cultures bénéficieront d'un réchauffement mondial.

La Sorte, F.A., S.H.M. Butchart, W. Jetz, et al. Gradients de température latitudinaux et d'altitude à l'échelle de l'aire de répartition pour les oiseaux terrestres du monde : implications dans le cadre du changement climatique mondial. PLoS ONE 9 : e98361. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098361 Les oiseaux africains sont particulièrement vulnérables au changement climatique.

Niang, I., O.C. Ruppel, M.A. Abdrabo, et al. Afrique. Dans : Climate Change 2014 : Impacts, Adaptation, and Vulnerability, éd. par V.R. Barros, et al. (Cambridge : Cambridge University Press). https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WGIIAR5-Chap22_FINAL.pdf Un examen des impacts du changement climatique en Afrique.

Thieme, M.L., B. Lehner, R. Abell, et al. 2010. Exposition de la biodiversité des eaux douces de l'Afrique au changement climatique. Lettres de conservation 3:324–31. https://doi.org/10.1111/j.1755-263X.2010.00120.x Le changement climatique aura des impacts de grande envergure sur les écosystèmes d'eau douce de l'Afrique.

Wiens, J.J. Les extinctions locales liées au climat sont déjà répandues parmi les espèces végétales et animales. PLoS Biologie 14 : e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104 Des centaines d'espèces ont déjà subi des extinctions locales en raison du changement climatique.

Bibliographie

Albright, T.P., D. Mutiibwa, A.R. Gerson, et al. 2017. La cartographie de la perte d'eau par évaporation chez les passereaux du désert révèle une menace croissante de déshydratation mortelle. Actes de l'Académie nationale des sciences 114 : 2283-88. https://doi.org/10.1073/pnas.1613625114

Allison, E.H., A.L. https://doi.org/10.1111/j.1467-2979.2008.00310.x

Arrhenius, S. 1896. Sur l'influence de l'acide carbonique de l'air sur la température de la Terre. Magazine philosophique et Journal of Science 41 : 237-76. https://doi.org/10.1080/14786449608620846

Barbet-Massin, M., B.A. Walther, W. Thuiller et al. Impacts potentiels du changement climatique sur la répartition hivernale des passereaux migrateurs afro-paléarctiques. Lettres de biologie 5 : 248–51. https://doi.org/10.1098/rsbl.2008.0715

Battarbee, R.W. La redécouverte de l'escargot d'Aldabra, Rhachistia aldabrae. Lettres de biologie 10 : 20140771. https://doi.org/10.1098/rsbl.2014.0771

Bazelet, C., et P. Naskrecki. Pseudosaga maraisi. La Liste rouge des espèces menacées de l'UICN 2014 : e.T62452865A62452868. http://doi.org/10.2305/UICN.UK.2014-3.RLTS.T62 452865A62452868.en

Beale, C.M., N.E. Baker, M.J. Brewer, et al. 2013. Réseaux d'aires protégées et biodiversité des oiseaux de savane face au changement climatique et à la dégradation des terres. Lettres écologiques 16 : 1061–68. https://doi.org/10.1111/ele.12139

BirdLife International. Alauda razae. La Liste rouge des espèces menacées de l'UICN 2016 : e.T22717428A94531580. http://doi.org/10.2305/UICN.UK.2018-2.RLTS.T22717428A131103086.en

Boko, M., I. Niang, A. Nyong, et al. 2007. Dans : Climate Change 2007 : Impacts, Adaptation and Vulnerability, éd. par S. Solomon et al. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg2-chapter9-1.pdf

Les deux, C., S. Bouwhuis, C.M. Lessells, et al. 2006. Changement climatique et déclin de la population chez un oiseau migrateur de longue distance. Nature 441 : 81-83. https://doi.org/10.1038/nature04539

Branche, T.A., B.M. DeJoseph, L.J. Ray, et al. Impacts de l'acidification des océans sur les fruits de mer marins. Tendances en écologie et évolution 28 : 178-86. https://doi.org/10.1016/j.tree.2012.10.001

Burton, M.E.H., J.R. Poulsen, M.E. Lee, et al. Réduire les émissions de carbone provenant de la conversion des forêts pour l'agriculture du palmier à huile au Gabon. Lettres de conservation 10 : 297-307. https://doi.org/10.1111/conl.12265

Carolin, S.A., R.T. Walker, C.C. Day, et al. 2019. Calendrier précis de l'augmentation brutale de l'activité de la poussière au Moyen-Orient coïncidant avec un changement social de 4,2 ka. Actes de l'Académie nationale des sciences 116 : 67-72. https://doi.org/10.1073/pnas.1808103115

Carrington, D. Pourquoi le Guardian change le langage qu'il utilise sur l'environnement. Gardien. https://gu.com/p/bfgxm

Carr, J.A., A.F. Hughes et W.B. Foden. Une évaluation de la vulnérabilité au changement climatique des espèces d'Afrique de l'Ouest. Rapport technique (Cambridge : PNUE-WCMC). http://parcc.protectedplanet.net/assets/IUCN_species_vulnerability-181b4593dd469dcba033b1f06aaa3cd7c7678424c3a2b056578c9582bd5bf7fb.pdf

Chauka, L.J. Les coraux constructeurs de récifs tanzaniens peuvent succomber à des événements de blanchissement: évidences de symbioses coral-symbiodinium. Dans : Estuaries : A Lifeline of Ecosystem Services in the Western Indian Ocean, éd. Diop et al. (Cham : Springer). https://doi.org/10.1007/978-3-319-25370-1

Conradie, S.R., S.M. Woodbourne, S.J. Cunningham, et al. Les effets chroniques sublétaux des températures élevées entraîneront de graves déclins chez les oiseaux des zones arides d'Afrique australe au cours du 21e siècle.Actes de l'Académie nationale des sciences 116 : sous presse.

Craig, M.H., R.W. Snow et D. le Sueur. 1999. Un modèle de distribution basé sur le climat de la transmission du paludisme en Afrique subsaharienne. La parasitologie aujourd'hui 15 : 105-11. https://doi.org/10.1016/S0169-4758(99)01396-4

Craparo, A.C.W., P.J.A. van Asten, P. Läderach, et al. 2015. Baisse des rendements de Coffea arabica en Tanzanie en raison du changement climatique : implications mondiales. Météorologie agricole et forestière 207 : 1-10. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2015.03.005

Crump, M.L., F.R. Hensley et K.L. Clark, 1992. Déclin apparent du crapaud doré : souterrain ou éteint ? Copia 1992 : 413–20.

Cunningham, S.J., R.O. Martin, C.L. Hojem, et al. Des températures dépassant les seuils critiques menacent la croissance et la survie des oisillons dans une savane aride qui se réchauffe rapidement : une étude des finances publiques. PLoS ONE 8 : e74613. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0074613

DeMenocal, P.B. 2001. Réponses culturelles au changement climatique à la fin de l'Holocène. Sciences 292 : 667-73. https://doi.org/10.1126/science.1059287

Dietz, S., A. https://doi.org/10.1038/nclimate2972

Dimitrov, D., D. Nogués-Bravo et N. Scharff. 2012. Pourquoi les montagnes tropicales abritent-elles une biodiversité exceptionnellement élevée ? Les montagnes de l'Arc oriental et les moteurs de la diversité de Saintpaulia. PloS ONE 7 : e48908. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0048908

du Plessis, K.L., R.O. Martin, P.A.R. Hockey, et al. Les coûts du maintien au frais dans un monde qui se réchauffe : Implications des températures élevées pour la recherche de nourriture, la thermorégulation et l'état corporel d'un oiseau des zones arides. Biologie du changement global 18 : 2063-3070. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2012.02778.x

Engelbrecht, F.A., J.L. McGregor et C.J. Engelbrecht. La dynamique du modèle atmosphérique cubique conforme a projeté un signal de changement climatique sur l'Afrique australe. Journal international de climatologie 29 : 1013–33. https://doi.org/10.1002/joc.1742

Fagotto, M. et M. Gattoni. L'Afrique de l'Ouest est engloutie par la mer. Police étrangère. http://atfp.co/2tUZCaM

Fitchett, J.M. et S.W. Attraper. Un record de cyclone tropical de 66 ans pour l'Afrique du Sud-Est : tendances temporelles dans un contexte mondial. Journal international de climatologie 34 : 3604-15. https://doi.org/10.1002/joc.3932

Flörke, M., C. Schneider et R.I. McDonald. 2018. Concurrence de l'eau entre les villes et l'agriculture induite par le changement climatique et la croissance urbaine. Durabilité de la nature 1: 51-58. https://doi.org/10.1038/s41893-017-0006-8

Foden, W., G.F. Midgley, G. Hughes, et al. Un climat changeant érode l'aire de répartition géographique de l'Aloès, un arbre du désert du Namib, en raison du déclin de la population et des retards de dispersion. Diversité et distributions 13 : 645–53. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2007.00391.x

Fordham, D.A., C. Bertelsmeier, B.W. Brook, et al. Quelle doit être la complexité des modèles ? Comparaison des modèles de dynamique de gamme corrélatifs et mécanistes. Biologie du changement global 24 : 1357-70. https://doi.org/10.1111/gcb.13935

Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, et al. Modifications des constituants atmosphériques et du forçage radiatif. Dans : Changement climatique 2007 : La base de la science physique, éd. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter2-1.pdf

Garpe, K.C., S.A.S. Yahya, U. Lindahl, et al. Effets à long terme de l'événement de blanchissement des coraux de 1998 sur les assemblages de poissons de récif. Série de progrès d'écologie marine 315 : 237-47. https://doi.org/10.3354/meps315237

Gillis, J. Earth établit un record de température pour la troisième année consécutive. New York Times. https://nyti.ms/2jAdWlA

Gonedelé B.S., I. Koné, A.E., Bitty, et al. Répartition et état de conservation des primates catarrhins en Côte d'Ivoire (Afrique de l'Ouest). Folia Primatologica 83 : 11-23. https://doi.org/10.1159/000338752

Grab, S., et A. Craparo. Avancement des dates de pleine floraison des pommiers et poiriers en réponse au changement climatique dans le sud-ouest du Cap, Afrique du Sud : 1973-2009. Météorologie agricole et forestière 151 : 406–13. http://doi.org/10.1016/j.agrformet.2010.11.001

Gynther, I., N. Waller et L.K.-P. Leung. Confirmation de l'extinction de Bramble Cay melomys Melomys rubicola sur Bramble Cay, détroit de Torres (Brisbane : EHP). https://environment.des.qld.gov.au/wildlife/threatened-species/documents/bramble-cay-melomys-survey-report.pdf

Harris, N.L., S. Brown, S.C. Hagen, et al. Carte de référence des émissions de carbone dues à la déforestation dans les régions tropicales. Sciences 336 : 1573-1576. https://doi.org/10.1126/science.1217962

Hole, D.G., S.G. Willis, D.J. Ecology Letters 12 : 420-31. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01297.x

Houniet, D.T., W. Thuiller et K.A. Tolley. Effets potentiels du changement climatique prévu sur les caméléons nains endémiques d'Afrique du Sud, Bradypodion. Journal africain d'herpétologie 58 : 28-35. https://doi.org/10.1080/21564574.2009.9635577

Hsiang, S.M., et A.H. Sobel. Déplacement et concentration de population potentiellement extrêmes dans les tropiques sous un réchauffement non extrême. Rapports scientifiques 6 : 25697. https://doi.org/10.1038/srep25697

Huntley, B. et P. Barnard. Impacts potentiels du changement climatique sur les oiseaux de fynbos d'Afrique australe et les points chauds de la biodiversité des prairies. Diversité et distributions 18 : 1–13. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2012.00890.x

GIEC. 2014 : Changement climatique 2014 : Rapport de synthèse (Genève : GIEC). https://www.ipcc.ch/report/ar5/syr

Ito, T., S. Minobe, M.C. Long, et al. Tendances de l'O2 dans la partie supérieure de l'océan : 1958-2015. Lettres de recherche géophysique 44 : 4214–23. https://doi.org/10.1002/2017GL073613

Jackson, R.B., C. Le Quéré, R.M. André, et al. La croissance mondiale de l'énergie dépasse la décarbonation. Lettres de recherche environnementale 13 : 120401. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaf303

Jaramillo J., E. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0024528

Jezkova, T. et J.J. Vienne. Les taux de changement dans les niches climatiques des populations végétales et animales sont beaucoup plus lents que le changement climatique prévu. Actes de la Royal Society B 283 : 20162104. https://doi.org/10.1098/rspb.2016.2104

Jolly, W.M., M.A. Cochrane, P.H. Freeborn, et al. Variations induites par le climat du danger mondial d'incendies de forêt de 1979 à 2013. Nature Communications 6 : 8537. https://doi.org/10.1038/ncomms8537

Kaempffert, W. 1956. Le climat plus chaud sur Terre peut être dû à plus de dioxyde de carbone dans l'air. https://nyti.ms/2zYC2Ot

Kaniewski, D., E. van Campo, J. Guiot, et al. Racines environnementales de la crise de l'âge du bronze final. PLoS ONE 8 : e71004. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071004

Khatiwala, S., F. Primeau et T. Hall. Reconstitution de l'histoire des concentrations anthropiques de CO2 dans l'océan. Nature 462 : 346-49. https://doi.org/10.1038/nature08526

Knouft, J.H. et D.L. Ficklin. Les impacts potentiels du changement climatique sur la biodiversité dans les systèmes d'eau douce en écoulement. Revue annuelle d'écologie, d'évolution et de systématique 48 : 111–33. https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-110316-022803

Koh, L.P., R.R. Dunn, N.S. Sodhi, et al. 2004. Coextinctions d'espèces et crise de la biodiversité. Sciences 305 : 1632-1634. https://doi.org/10.1126/science.1101101

Kreyling, J., D. Wana et C. Beierkuhnlein. Conséquences potentielles du réchauffement climatique pour les espèces végétales tropicales des hautes montagnes du sud de l'Éthiopie. Diversité et distributions 16 : 593–605. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2010.00675.x

La Sorte, F.A., S.H.M. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098361

Laloé, J.-O., J. Cozens, B. Renom, et al. Effets de la hausse des températures sur la viabilité d'une importante colonie de tortues marines. Nature Changement climatique 4: 513–18. https://doi.org/10.1038/nclimate2236

Lam, V.W.Y., W.W.L. Cheung, W. Swartz et al. Impacts du changement climatique sur la pêche en Afrique de l'Ouest : Implications pour la sécurité économique, alimentaire et nutritionnelle. Journal africain des sciences marines 34 : 103-17. http://doi.org/10.2989/1814232X.2012.673294

Le Quéré, C.L., R.M. Andrew, P. Friedlingstein, et al. Budget carbone mondial 2018. Earth System Science Data 10 : 2141–94. https://doi.org/10.5194/essd-10-2141-2018

Leduc, A.O.H.C., P.L. Munday, G.E. Brown, et al. Effets de l'acidification sur le comportement à médiation olfactive dans les écosystèmes d'eau douce et marins : une synthèse. Transactions philosophiques de la Royal Society B 368 : 20120447. http://doi.org/10.1098/rstb.2012.0447

Leslie, A.J. et J.R. Spotila. Une plante exotique menace la reproduction du crocodile du Nil (Crocodylus niloticus) dans le lac de Sainte-Lucie, en Afrique du Sud. Conservation biologique 98 : 347-55. https://doi.org/10.1016/S0006-3207(00)00177-4

Linder, J.M. La biodiversité des primates africains menacée par la « nouvelle vague » d'expansion industrielle du palmier à huile. Primates africains 8 : 25-38.

Linder, J.M. et R.E. Palkovitz. La menace de l'expansion industrielle du palmier à huile sur les primates et leurs habitats. Dans : Ethnoprimatologie, éd. par M. Waller (Cham : Springer). https://doi.org/10.1007/978-3-319-30469-4

Long, M.C., C. Deutsch et T. Ito. Trouver des tendances forcées dans l'oxygène océanique. Cycles biogéochimiques mondiaux 30 : 381-97. https://doi.org/10.1002/2015GB005310

Maxwell, D., N. Majid, H. Stobaugh, et al. Leçons tirées de la famine en Somalie et de la crise de la Corne de l'Afrique 2011-2012 (Medford : Feinstein International Center, Tufts University). http://fic.tufts.edu/publication-item/famine-somalia-crisis-2011-2012

McClanahan, T.R., M. Ateweberhan, C.A. Muhando, et al. Effets du climat et de la variation de la température de l'eau de mer sur le blanchissement et la mortalité des coraux. Monographies écologiques 77 : 503–25. https://doi.org/10.1890/06-1182.1

McClean, C.J., N. Doswald, W. Küper et al. Impacts potentiels du changement climatique sur la sélection des zones prioritaires pour les plantes d'Afrique subsaharienne. Diversité et distributions 12 : 645–55. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2006.00290.x

McKechnie, A.E. et B.O. Loup. Le changement climatique augmente la probabilité d'événements catastrophiques de mortalité aviaire lors de vagues de chaleur extrêmes. Lettres de biologie 6 : 253–56. https://doi.org/10.1098/rsbl.2009.0702

Medek, D.E., J. Schwartz et S.S. Myers. Effets estimés des futures concentrations de CO2 dans l'atmosphère sur l'apport en protéines et le risque de carence en protéines par pays et région. Perspectives de santé environnementale 125 : 087002. https://doi.org/10.1289/EHP41

Mekasha, A., L. Nigatu, K. Tesfaye, et al. Modélisation de la réponse des espèces de prairies herbacées des hautes terres tropicales au changement climatique : le cas des monts Arsi en Éthiopie. Conservation biologique 168 : 169-75. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2013.09.020

Merone, L et P. Tait. « Réfugiés climatiques » : est-il temps de reconnaître légalement les personnes déplacées par le dérèglement climatique ? Journal australien et néo-zélandais de santé publique 6 : 508–09. https://doi.org/10.1111/1753-6405.12849

Milne, R., S.J. Cunningham, A.T. Le rôle de la physiologie thermique dans les déclins récents des oiseaux dans un hotspot de biodiversité. Physiologie de la conservation 3: p.cov048. https://doi.org/10.1093/conphys/cov048

Mollica, N.R., W. Guo, A.L. Cohen, et al. L'acidification des océans affecte la croissance des coraux en réduisant la densité squelettique. Actes de l'Académie nationale des sciences 115 : 1754-59. https://doi.org/10.1073/pnas.1712806115

Myers, S.S., A. Zanobetti, I. Kloog, et al. L'augmentation du CO2 menace la nutrition humaine. Nature 510 : 139-42. https://doi.org/10.1038/nature13179

Nasa. Forçages dans le modèle climatique GISS : données historiques. https://data.giss.nasa.gov/modelforce/ghgases

NOAA. Température de surface de la mer reconstruite étendue (ERSST), v. 4. http://doi.org/10.7289/V5KD1VVF

NOAA. 2018a. Regards sur le climat : séries chronologiques mondiales, décembre 2018. https://www.ncdc.noaa.gov/cag

NOAA. 2018b. Laboratoire de recherche sur le système terrestre de la NOAA : Division de la surveillance mondiale, décembre 2018. https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends

NOAA. 2018c. État du climat : Rapport sur le climat mondial pour avril 2018. https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201804

O'Connor, T.G. et G.A. Kiker. Effondrement de la société Mapungubwe : Vulnérabilité du pastoralisme à l'aridité croissante. Changement climatique 66 : 49-66. https://doi.org/10.1023/B:CLIM.0000043192.19088.9d

O'Reilly, CM, S. Sharma, D.K. Gray, et al. Réchauffement rapide et très variable des eaux de surface des lacs dans le monde. Lettres de recherche géophysique 42 : 10773-81. https://doi.org/10.1002/2015GL066235

O'Reilly, C.M., S.R. Alin, P.-D. Plisnier, et al. 2003. Le changement climatique diminue la productivité de l'écosystème aquatique du lac Tanganyika, en Afrique. Nature 424 : 766–68. https://doi.org/10.1038/nature01833

Ordway, E.M., R.L. Naylor, R.N. Nkongho, et al. Expansion du palmier à huile et déforestation dans le sud-ouest du Cameroun associée à la prolifération des moulins informels. Nature Communications 10 : 114. https://doi.org/10.1038/s41467-018-07915-2

Pinsky, M.L., A.M. Eikeset, D.J. McCauley, et al., 2019. Plus grande vulnérabilité au réchauffement des ectothermes marins par rapport aux ectothermes terrestres. Nature 569 : 108-11. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1132-4

Pollom, R. Hippocampus capensis. La Liste rouge des espèces menacées de l'UICN 2017 : e.T10056A54903534. http://doi.org/10.2305/UICN.UK.2017-3.RLTS.T10056A54903534.en

Ponce-Reyes, R., A.J. Plumptre, D. Segan, et al. Prévision des réponses des écosystèmes au changement climatique dans le Rift Albertin en Afrique. Conservation biologique 209 : 464-72. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2017.03.015

Reizenberg, J.-L., L.E. Bloy, O.L.F. Weyl, et al. Variation des tolérances thermiques des poissons d'eau douce indigènes dans l'écorégion de Cape Fold en Afrique du Sud : examen du gradient est-ouest de la sensibilité des espèces au réchauffement climatique. Journal de biologie des poissons 94 : 103-12. https://doi.org/10.1111/jfb.13866

Renner, S.S. et C.M. Zohner. Changement climatique et décalage phénologique dans les interactions trophiques entre les plantes, les insectes et les vertébrés. Revue annuelle d'écologie, d'évolution et de systématique 49 : 165-82. https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-110617-062535

Rey, B., A. Fuller, D. Mitchell et al. Famine induite par la sécheresse des oryctéropes dans le Kalahari : un effet indirect du changement climatique. Lettres de biologie 13 : 20170301. https://doi.org/10.1098/rsbl.2017.0301

Roggatz, C.C., M. Lorch, J.D. Hardege, et al. L'acidification des océans affecte la communication chimique marine en modifiant la structure et la fonction des molécules de signalisation peptidiques. Biologie du changement global 22 : 3914-26. https://doi.org/10.1111/gcb.13354

Russo, S., A.F. Marchese, J. Sillmann, et al. Quand les vagues de chaleur inhabituelles deviendront-elles normales dans une Afrique qui se réchauffe ? Lettres de recherche environnementale 11 : 054016. https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/5/054016

Samways, M.J. 2005. Répartition des territoires de poissons-papillons (Chaetodontidae) associée au début d'un événement de blanchissement massif des coraux. Conservation aquatique 15 : S101–S107. https://doi.org/10.1002/aqc.694

Serdeczny, O., S. Adams, F. Baarsch, et al. Impacts du changement climatique en Afrique subsaharienne : des changements physiques à leurs répercussions sociales. Changement environnemental régional 17 : 1585-600. https://doi.org/10.1007/s10113-015-0910-2

Simmons, R.E., P. Barnard, W.R.J. Dean, et al. Changement climatique et oiseaux : Perspectives et perspectives d'Afrique australe. Autruche 75 : 295-308. https://doi.org/10.2989/00306520409485458

Sinervo, B., F. Mendez-De-La-Cruz, D.B. Miles, et al. Erosion de la diversité des lézards par le changement climatique et altération des niches thermiques. Sciences 328 : 894–99. https://doi.org/10.1126/science.1184695

Siraj, A.S., M. Santos-Vega, M.J. Bouma, et al. Changements altitudinaux de l'incidence du paludisme dans les hautes terres d'Éthiopie et de Colombie. Sciences 343 : 1154-1158. https://doi.org/10.1126/science.1244325

Smith, A., M.C. Schoeman, M. Keith, et al. Effets synergiques du changement climatique et de l'utilisation des terres sur la représentation des chauves-souris africaines dans les aires de conservation prioritaires. Indicateurs écologiques 69 : 276-83. http://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.04.039

Storlazzi, C.D., S.B. Gingerich, A. van Dongeren, et al. La plupart des atolls seront inhabitables d'ici le milieu du 21e siècle en raison de l'élévation du niveau de la mer aggravant les inondations causées par les vagues. Avancées scientifiques 4: eaap9741. https://doi.org/10.1126/sciadv.aap9741

Strydom, S., et M.J. Savage. Une analyse spatio-temporelle des incendies en Afrique du Sud. Journal sud-africain des sciences 112 : 1–8. https://doi.org/10.17159/sajs.2016/20150489

Thieme, M.L., B. https://doi.org/10.1111/j.1755-263X.2010.00120.x

Thomas, C.D., A. Cameron, R.E. Vert, et al. Risque d'extinction lié au changement climatique. Nature 427 : 145–48. https://doi.org/10.1038/nature02121

Tuqa, J.H., P. Funston, C. Musyoki, et al. Impact de la variabilité climatique sévère sur le domaine vital et les schémas de déplacement du lion dans l'écosystème d'Amboseli, au Kenya. Écologie mondiale et conservation 2: 1-10. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2014.07.006

Uhe, P., S. Philip, S. Kew, et al. Sécheresse au Kenya, 2016. https://wwa.climatecentral.org/analyses/kenya-drought-2016

Valenzuela, N., et V. Lance. Détermination du sexe en fonction de la température chez les vertébrés (Washington : Smithsonian Books). https://doi.org/10.5479/si.9781944466213

van Vliet, M.T., D. Ludwig et P. Kabat. Écoulement global et habitats thermiques des poissons d'eau douce sous le changement climatique. Changement climatique 121 : 739–54.https://doi.org/10.1007/s10584-013-0976-0

van Wilgen, N.J., V. Goodall, S. Holness et al. Hausse des températures et évolution des précipitations dans les parcs nationaux d'Afrique du Sud. Journal international de climatologie 36 : 706–21. https://doi.org/10.1002/joc.4377

Vickery, J.A., S.R. Ewing, K.W. Smith, et al. Le déclin des migrants afro‐paléarctiques et une évaluation des causes potentielles. Ibis 156 : 1–22. https://doi.org/10.1111/ibi.12118

Vijay, V., S.L. Pimm, CN Jenkins, et al. Les impacts du palmier à huile sur la déforestation récente et la perte de biodiversité. PloS ONE 11 : e0159668. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0159668

Vittor, A.Y., R.H. Gilman, J. Tielsch, et al. L'effet de la déforestation sur le taux de piqûre humaine d'Anopheles darlingi, le principal vecteur du paludisme à falciparum en Amazonie péruvienne. Journal américain de médecine tropicale et d'hygiène 74 : 3-11. https://doi.org/10.4269/ajtmh.2006.74.3

Wang, X., F. Chen, J. Zhang et al. Climat, désertification, montée et effondrement des dynasties historiques chinoises. Écologie humaine 38 : 157-72. https://doi.org/10.1007/s10745-009-9298-2

Warren, R., J. Price, J. VanDerWal, et al. Les implications de l'Accord de Paris des Nations Unies sur le changement climatique pour les zones de biodiversité d'importance mondiale. Changement climatique 147 : 395-409. https://doi.org/10.1007/s10584-018-2158-6

Watts, N., W.N. Adger, S. Ayeb-Karlsson, et al. Le compte à rebours du Lancet : suivre les progrès en matière de santé et de changement climatique. Lancet 389 : 1151-64. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)32124-9

Weiss, H. et R.S. Bradley. Qu'est-ce qui provoque l'effondrement de la société ? Sciences 291 : 609–10. https://doi.org/10.1126/science.1058775

Whitehead, P., R. Wilby, R. Battarbee, et al. Un examen des impacts potentiels du changement climatique sur la qualité des eaux de surface. Journal des sciences hydrologiques 54 : 101–23. https://doi.org/10.1623/hysj.54.1.101

Whittington-Jones, G.M., R.T.F. Bernard et D.M. Parker. Terriers d'Aardvark : Une ressource potentielle pour les animaux dans les environnements arides et semi-arides. Zoologie africaine 46 : 362-70. https://doi.org/10.3377/004.046.0215

Wiens, J.J. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104

Wiley, E.M. et A.R. Ridley. Les effets de la température sur l'approvisionnement de la progéniture chez un éleveur coopératif. Comportement animal 117 : 187-95. https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2016.05.009

Williams, J.W., S.T. Jackson et J.E. Kutzbach. Distributions projetées des climats nouveaux et en voie de disparition d'ici 2100 après JC. Actes de l'Académie nationale des sciences 104 : 5738-42. https://doi.org/10.1073/pnas.0606292104

WRI (Institut des ressources mondiales). Outil d'indicateurs d'analyse climatique 2019 : l'explorateur de données climatiques du WRI. http://cait2.wri.org

Zabel, F., B. Putzenlechner et W. Mauser. Ressources mondiales en terres agricoles - une évaluation d'aptitude à haute résolution et ses perspectives jusqu'en 2100 dans des conditions de changement climatique. PLoS ONE 9 : e107522. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0107522

Zietsman, J., L.L. Dreyer et K.J. Esler. 2008. Biologie de la reproduction et écologie de certaines espèces végétales rares et menacées d'Oxalis L. (Oxalidaceae). Conservation biologique 141 : 1475-1483. http://doi.org/10.1016/j.biocon.2008.03.017


6 : Notre monde qui se réchauffe - Biologie

Réchauffement à l'évolution
juillet 2006, mis à jour juillet 2008

Le réchauffement climatique est, littéralement, un sujet brûlant. Bien que le mécanisme du réchauffement climatique (l'augmentation de la température due à la production humaine de gaz à effet de serre qui piègent la chaleur) ne soit pas une grande nouvelle, l'impact projeté du réchauffement climatique fait souvent la une des journaux. Le récent documentaire d'Al Gore sur le sujet a attiré encore plus l'attention sur les effets potentiellement désastreux d'une élévation de température de quelques degrés. Des pays insulaires entiers pourraient disparaître dans l'océan avec la fonte des glaces polaires et l'élévation du niveau de la mer. Les ouragans et les tempêtes tropicales pourraient s'intensifier. Et les interactions écologiques pourraient changer de manière imprévisible. Par exemple, un article de presse récent rapporte que la fonte des glaces marines peut pousser certains ours polaires au cannibalisme maintenant que les possibilités de chasse au phoque sont moins nombreuses. De plus en plus, semble-t-il, le réchauffement climatique apparaît à la une des journaux, mais les implications évolutives du réchauffement climatique restent souvent cachées.

Le réchauffement climatique change le monde de manière surprenante. À gauche, une photo du glacier Boulder dans le parc national des Glaciers, Montana, prise en juillet 1932. À droite, une photo prise au même endroit en juillet 1988. Le glacier a disparu.

Où est l'évolution ?
Le réchauffement climatique est certes un enjeu climatique et environnemental — mais il est aussi évolutif. Au cours des 20 dernières années, les biologistes ont découvert plusieurs cas d'évolution sous notre nez, une évolution causée par le réchauffement climatique.

Dans cette interview, Susumu Tomiya explique comment les taux d'extinction élevés actuels peuvent indiquer que la Terre connaît une sixième extinction de masse. Cette vidéo est produite par le National Evolutionary Synthesis Center (NESCent) et l'UCMP.

Au cours des 25 dernières années, les températures de surface mondiales ont augmenté d'environ ½°F. Cela peut sembler peu, mais cela s'avère plus que suffisant pour changer l'écologie et l'évolution de la vie sur Terre. Dans de nombreux cas, ces changements sont simplement des exemples non évolutifs de plasticité phénotypique, où un organisme exprime différents traits en fonction des conditions environnementales. Par exemple, de nombreux organismes réagissent au temps plus chaud en se reproduisant plus tôt et en profitant d'un printemps plus précoce, mais cette reproduction précoce n'est pas causée par des changements génétiques dans la population et n'est donc pas un exemple de changement évolutif. De même, de nombreuses espèces ont déplacé leurs aires de répartition en réponse à cette minuscule différence de température, se propageant vers les pôles, à mesure que ces habitats se réchauffent, mais ce changement d'aire de répartition ne peut pas être attribué à un changement génétique dans la population et n'est donc pas un exemple de évolution. Et encore d'autres espèces semblent simplement être sur la voie de la mise en danger ou de l'extinction à mesure que leurs habitats (comme les récifs coralliens) sont dégradés et que la taille de leur population diminue.

Cependant, dans quelques cas, nous savons que les espèces ont réellement évolué et ont connu un changement dans la fréquence des gènes dans la population en réponse au réchauffement climatique. Fait intéressant, dans ces cas, les espèces ne deviennent pas nécessairement plus tolérantes à la chaleur, mais s'adaptent aux changements de saisonnalité :

Les écureuils canadiens évoluent pour profiter d'un printemps plus précoce et se reproduisent plus tôt, ce qui leur permet d'accumuler plus de pommes de pin pour leur survie en hiver et la reproduction de l'année prochaine. Les écureuils avec des gènes pour une reproduction plus précoce réussissent mieux que les écureuils avec des gènes pour une reproduction ultérieure.

Les mésanges charbonnières d'Europe (un type d'oiseau) évoluent également à des époques de reproduction différentes. Les oiseaux qui sont capables d'ajuster la ponte plus tôt au printemps peuvent éclore de manière à ce qu'elle coïncide avec une plus grande abondance de nourriture (chenilles) et avec les récents changements climatiques, les chenilles ont mûri plus tôt au printemps. Les oiseaux avec des gènes pour des périodes de ponte plus flexibles réussissent mieux que les oiseaux avec moins de flexibilité dans leur ponte.

Un autre oiseau européen, la calotte noire, a évolué en raison de changements dans ses schémas de migration. Certaines calottes noires ont commencé à hiverner dans la Grande-Bretagne, maintenant légèrement plus chaude, au lieu de l'Espagne, du Portugal et de l'Afrique du Nord, comme ils l'ont toujours fait. La sous-population britannique a développé des différences génétiques par rapport aux autres oiseaux et réussit mieux à se reproduire puisque ses membres arrivent plus tôt sur les lieux de nidification et ont le premier choix de territoires et de partenaires.

Une espèce de moustique nord-américaine a évolué pour profiter des étés plus longs pour rassembler des ressources pendant que le temps est clément. Les moustiques avec des gènes qui leur permettent d'attendre plus longtemps avant d'entrer en dormance pour l'hiver ont plus de succès que les moustiques qui entrent en dormance plus tôt.

En un sens, ces populations sont les plus chanceuses. Les petits animaux (comme les oiseaux, les écureuils et les moustiques décrits ci-dessus) ont tendance à avoir des populations importantes et des temps de génération courts — et cela est de bon augure pour leur capacité à évoluer avec un environnement changeant. La grande taille de la population signifie que l'espèce est plus susceptible d'avoir la variation génétique nécessaire à l'évolution, et avoir un temps de génération court signifie que son taux de changement évolutif peut être en mesure de suivre le rythme des changements environnementaux. Cependant, d'autres espèces peuvent ne pas avoir cette chance : les animaux plus gros ont tendance à avoir des temps de génération plus longs et évoluent donc plus lentement — et les animaux plus gros ont également tendance à avoir des populations plus petites, ce qui signifie que leurs populations sont tout simplement moins susceptibles de contenir le gène des versions qui permettraient à la population de s'adapter à des climats plus chauds. Si le réchauffement climatique se poursuit, ces espèces pourraient être confrontées à l'extinction, car les environnements auxquels elles se sont adaptées au cours de milliers ou de millions d'années changent en profondeur en quelques décennies.

Depuis que nous avons publié ce rapport en juillet 2006, nous surveillons l'actualité pour d'autres exemples d'évolution en réponse au réchauffement climatique et en avons identifié deux à ajouter à la liste :

  • Les plants de moutarde des champs ont évolué en réponse à une sécheresse extrême de quatre ans dans le sud de la Californie, que certaines sources ont liée au réchauffement climatique. Ces plantes fleurissent et produisent des graines vers la fin de la saison des pluies, mais lorsque la saison des pluies est écourtée par une sécheresse, les plantes à floraison tardive peuvent se faner et mourir avant de pouvoir produire des graines. Cette forme de sélection naturelle favorise les floraisons précoces. Quatre ans suffisent-ils pour voir les résultats de ce changement évolutif ? Les chercheurs ont comparé des plantes cultivées à partir de graines sauvages récoltées avant et après la sécheresse et ont découvert que les plantes post-sécheresse avaient évolué pour fleurir beaucoup plus tôt - parfois jusqu'à 10 jours !
  • Les scientifiques étudient la génétique des mouches des fruits depuis un siècle. Lorsqu'ils ont commencé à examiner les gènes trouvés dans des populations entières de mouches sauvages, ils ont remarqué un motif curieux. Certains marqueurs chromosomiques (inversions) étaient courants dans les populations vivant dans des climats plus chauds près de l'équateur, et d'autres étaient courants dans les populations plus polaires et plus fraîches. On ne savait pas exactement ce que les gènes associés à ces différents marqueurs faisaient exactement, mais ils semblaient aider les mouches à faire face à leurs climats divergents. Maintenant, les scientifiques sont revenus sur de nombreuses populations de mouches étudiées pour la première fois et ont découvert qu'à mesure que le climat mondial s'est réchauffé, les marqueurs génétiques de temps chaud deviennent de plus en plus courants. Sur les 22 populations de mouches sur trois continents qui ont connu des tendances au réchauffement, 21 semblent avoir déjà évolué en réponse au changement climatique.

Avec la hausse des températures et de nouvelles fluctuations climatiques, nous nous attendons à ce que davantage d'exemples d'évolution en réponse au réchauffement climatique soient mis en lumière. De tels changements évolutifs rapides sont inquiétants et suggèrent la gravité de cette menace mondiale, mais encore plus troublant est le sort probable de nombreuses espèces avec de longs temps de génération et de faibles niveaux de variation génétique : l'extinction. Pour ces organismes, le changement climatique peut tout simplement dépasser leur capacité à évoluer.

  • Pour un résumé facile à comprendre de l'impact potentiel du réchauffement climatique sur de nombreuses espèces, consultez cet article de Smithsonian.com.

    Balanya, J., Oller, J.M., Huey, R.B., Gilchrist, G.W. et Serra, L. (2006). Le changement génétique mondial suit le réchauffement climatique mondial dans Drosophile subobscura. Science 313:1773-1775.

    de National Geographic News

de l'Université de l'Alberta

Comprendre les ressources d'Evolution :

Discussion et questions d'extension

    Comment le réchauffement climatique pourrait-il affecter les trajectoires évolutives de différentes espèces ?

Leçons et ressources pédagogiques associées

    : Dans cette activité en classe pour la 3e à la 5e année, les élèves observent et mènent une expérience pour voir si les différences de salinité (l'environnement) ont un effet sur le taux d'éclosion et la survie des crevettes de saumure.

: Dans cette activité en classe pour la 9e à la 12e année, les élèves font l'expérience d'un mécanisme d'évolution grâce à une simulation qui modélise les principes de la sélection naturelle et aide à répondre à la question : comment le changement biologique a-t-il pu se produire et s'être renforcé au fil du temps ?

    Balanya, J., Oller, J.M., Huey, R.B., Gilchrist, G.W. et Serra, L. (2006). Le changement génétique mondial suit le réchauffement climatique mondial dans Drosophile subobscura. Science 313:1773-1775.

Apprenez-en plus sur les changements de température de la Terre sur le site Understanding Global Change.


6 : Notre monde qui se réchauffe - Biologie

Pour explorer davantage les causes et les effets du réchauffement climatique et pour prédire le réchauffement futur, les scientifiques construisent des modèles climatiques et des simulations informatiques mdash du système climatique. Les modèles climatiques sont conçus pour simuler les réponses et les interactions des océans et de l'atmosphère, et pour tenir compte des changements de la surface terrestre, tant naturels qu'induits par l'homme. Ils sont conformes aux lois fondamentales de la physique et de la conservation de l'énergie, de la masse et de la quantité de mouvement et représentent des dizaines de facteurs qui influencent le climat de la Terre.

Bien que les modèles soient compliqués, des tests rigoureux avec des données du monde réel les transforment en outils puissants qui permettent aux scientifiques d'explorer notre compréhension du climat d'une manière impossible autrement. En expérimentant avec les modèles et en supprimant les gaz à effet de serre émis par la combustion de combustibles fossiles ou en modifiant l'intensité du soleil pour voir comment chacun influence le climat, les scientifiques utilisent les modèles pour mieux comprendre le climat actuel de la Terre et pour prédire le climat futur.

Les modèles prédisent qu'à mesure que le monde consomme de plus en plus de combustibles fossiles, les concentrations de gaz à effet de serre continueront d'augmenter et la température moyenne à la surface de la Terre augmentera avec elles. Sur la base d'une série de scénarios d'émissions plausibles, les températures moyennes de surface pourraient augmenter entre 2°C et 6°C d'ici la fin du 21ème siècle.

Les simulations de modèles du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat estiment que la Terre se réchauffera entre deux et six degrés Celsius au cours du prochain siècle, selon la vitesse à laquelle les émissions de dioxyde de carbone augmentent. Les scénarios qui supposent que les gens brûleront de plus en plus de combustibles fossiles fournissent des estimations dans la partie supérieure de la plage de températures, tandis que les scénarios qui supposent que les émissions de gaz à effet de serre augmenteront lentement donnent des prévisions de températures plus basses. La ligne orange fournit une estimation des températures mondiales si les gaz à effet de serre restaient aux niveaux de l'an 2000. (©2007 GIEC GT1 AR-4.)

Rétroactions climatiques

Les gaz à effet de serre ne sont qu'une partie de l'histoire en ce qui concerne le réchauffement climatique. Les changements dans une partie du système climatique peuvent entraîner des changements supplémentaires dans la façon dont la planète absorbe ou réfléchit l'énergie. Ces changements secondaires sont appelés rétroactions climatiques, et ils pourraient plus que doubler la quantité de réchauffement causé par le dioxyde de carbone seul. Les rétroactions primaires sont dues à la neige et à la glace, à la vapeur d'eau, aux nuages ​​et au cycle du carbone.

Neige et glace

La réaction la plus connue provient peut-être de la fonte de la neige et de la glace dans l'hémisphère nord. Le réchauffement des températures fait déjà fondre un pourcentage croissant de la banquise arctique, exposant l'eau sombre de l'océan pendant la lumière du soleil perpétuelle de l'été. La couverture neigeuse sur terre diminue également dans de nombreuses régions. En l'absence de neige et de glace, ces zones passent de surfaces brillantes réfléchissant la lumière du soleil qui refroidissent la planète à des surfaces sombres absorbant la lumière du soleil qui apportent plus d'énergie dans le système terrestre et provoquent plus de réchauffement.

Canada&rsquos Le glacier Athabasca rétrécit d'environ 15 mètres par an. Au cours des 125 dernières années, le glacier a perdu la moitié de son volume et a reculé de plus de 1,5 kilomètre. À mesure que les glaciers reculent, que la glace de mer disparaît et que la neige fond plus tôt au printemps, la Terre absorbe plus de lumière du soleil qu'elle ne le ferait si la neige et la glace réfléchissantes restaient. (Photographie &copie2005 Hugh Saxby.)

Vapeur d'eau

La plus grande rétroaction est la vapeur d'eau. La vapeur d'eau est un puissant gaz à effet de serre. En fait, en raison de son abondance dans l'atmosphère, la vapeur d'eau provoque environ les deux tiers du réchauffement de l'effet de serre, un facteur clé pour maintenir les températures dans la plage habitable sur Terre. Mais à mesure que les températures se réchauffent, davantage de vapeur d'eau s'évapore de la surface dans l'atmosphère, où elle peut faire grimper davantage les températures.

La question que se posent les scientifiques est la suivante : quelle sera la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère dans un monde qui se réchauffe ? L'atmosphère présente actuellement un équilibre ou un équilibre moyen entre la concentration de vapeur d'eau et la température. À mesure que les températures se réchauffent, l'atmosphère devient capable de contenir plus de vapeur d'eau et les concentrations de vapeur d'eau augmentent pour retrouver l'équilibre. Cette tendance se maintiendra-t-elle alors que les températures continueront de se réchauffer ?

La quantité de vapeur d'eau qui pénètre dans l'atmosphère détermine en fin de compte l'ampleur du réchauffement supplémentaire qui se produira en raison de la rétroaction de la vapeur d'eau. L'atmosphère réagit rapidement au retour de vapeur d'eau. Jusqu'à présent, la majeure partie de l'atmosphère a maintenu un équilibre presque constant entre la température et la concentration de vapeur d'eau, car les températures ont augmenté au cours des dernières décennies. Si cette tendance se poursuit, et de nombreux modèles le disent, la vapeur d'eau a la capacité de doubler le réchauffement causé par le dioxyde de carbone seul.

Des nuages

La rétroaction des nuages ​​est étroitement liée à la rétroaction de la vapeur d'eau. Les nuages ​​provoquent un refroidissement en réfléchissant l'énergie solaire, mais ils provoquent également un réchauffement en absorbant l'énergie infrarouge (comme les gaz à effet de serre) de la surface lorsqu'ils se trouvent au-dessus de zones plus chaudes qu'elles ne le sont. Dans notre climat actuel, les nuages ​​ont un effet de refroidissement global, mais cela pourrait changer dans un environnement plus chaud.

Les nuages ​​peuvent à la fois refroidir la planète (en réfléchissant la lumière visible du soleil) et réchauffer la planète (en absorbant le rayonnement thermique émis par la surface). Dans l'ensemble, les nuages ​​refroidissent légèrement la Terre. (Photo de l'astronaute de la NASA STS31-E-9552 avec l'aimable autorisation du laboratoire d'observation de la Terre du Johnson space Center.)

Si les nuages ​​deviennent plus brillants ou si l'étendue géographique des nuages ​​brillants s'étend, ils auront tendance à refroidir la surface de la Terre. Les nuages ​​peuvent devenir plus brillants si plus d'humidité converge dans une région particulière ou si des particules plus fines (aérosols) pénètrent dans l'air. Si moins de nuages ​​brillants se forment, cela contribuera au réchauffement dû au retour des nuages.

Voir Ship Tracks South of Alaska pour apprendre comment les aérosols peuvent rendre les nuages ​​plus lumineux.

Les nuages, comme les gaz à effet de serre, absorbent et réémettent également de l'énergie infrarouge. Les nuages ​​bas et chauds émettent plus d'énergie que les nuages ​​hauts et froids. Cependant, dans de nombreuses régions du monde, l'énergie émise par les nuages ​​bas peut être absorbée par la vapeur d'eau abondante au-dessus d'eux. De plus, les nuages ​​bas ont souvent presque les mêmes températures que la surface de la Terre et émettent donc des quantités similaires d'énergie infrarouge. Dans un monde sans nuages ​​bas, la quantité d'énergie infrarouge émise s'échappant dans l'espace ne serait pas trop différente d'un monde avec des nuages ​​bas.

Les nuages ​​émettent un rayonnement infrarouge thermique (chaleur) proportionnellement à leur température, qui est liée à l'altitude. Cette image montre l'hémisphère occidental dans l'infrarouge thermique.Les océans chauds et les surfaces terrestres sont blancs et gris clair, froids, les nuages ​​bas sont gris moyen et froids, les nuages ​​de haute altitude sont gris foncé et noirs. (Image de la NASA avec l'aimable autorisation du GOES Project Science.)

Cependant, de hauts nuages ​​froids se forment dans une partie de l'atmosphère où la vapeur d'eau absorbant l'énergie est rare. Ces nuages ​​piègent (absorbent) l'énergie provenant de la basse atmosphère et émettent peu d'énergie dans l'espace en raison de leurs températures glaciales. Dans un monde avec des nuages ​​élevés, une quantité importante d'énergie qui s'échapperait autrement dans l'espace est captée dans l'atmosphère. En conséquence, les températures mondiales sont plus élevées que dans un monde sans nuages ​​élevés.

Si des températures plus chaudes entraînent une plus grande quantité de nuages ​​élevés, alors moins d'énergie infrarouge sera émise dans l'espace. En d'autres termes, des nuages ​​plus hauts renforceraient l'effet de serre, réduisant la capacité de la Terre à se refroidir et provoquant un réchauffement des températures.

Voir Nuages ​​et rayonnement pour une description plus complète.

Les scientifiques ne savent pas exactement où et dans quelle mesure les nuages ​​finiront par amplifier ou modérer le réchauffement, mais la plupart des modèles climatiques prédisent une légère rétroaction positive globale ou une amplification du réchauffement en raison d'une réduction de la faible couverture nuageuse. Une étude observationnelle récente a révélé que moins de nuages ​​bas et denses se formaient au-dessus d'une région de l'océan Pacifique lorsque les températures se réchauffaient, suggérant une rétroaction positive des nuages ​​dans cette région, comme les modèles l'avaient prédit. Cependant, de telles preuves d'observation directes sont limitées et les nuages ​​​​restent la plus grande source d'incertitude - en dehors des choix humains de contrôler les gaz à effet de serre et de prédire à quel point le climat va changer.

Le cycle du carbone

L'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et le réchauffement des températures provoquent des changements dans le cycle naturel du carbone de la Terre qui peuvent également influer sur la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Pour l'instant, principalement l'eau des océans, et dans une certaine mesure les écosystèmes terrestres, absorbent environ la moitié de nos émissions de combustibles fossiles et de combustion de biomasse. Ce comportement ralentit le réchauffement climatique en diminuant le taux d'augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique, mais cette tendance pourrait ne pas se poursuivre. Les eaux océaniques plus chaudes retiendront moins de carbone dissous, ce qui en laissera plus dans l'atmosphère.

Environ la moitié du dioxyde de carbone émis dans l'air par la combustion de combustibles fossiles se dissout dans l'océan. Cette carte montre la quantité totale de dioxyde de carbone d'origine humaine dans l'eau des océans, de la surface au fond marin. Les zones bleues ont de faibles quantités, tandis que les régions jaunes sont riches en dioxyde de carbone anthropique. Des quantités élevées se produisent là où les courants transportent les eaux de surface riches en dioxyde de carbone dans les profondeurs océaniques. (Carte adaptée de Sabine et al., 2004.)

Sur terre, les changements dans le cycle du carbone sont plus compliqués. Sous un climat plus chaud, les sols, en particulier le dégel de la toundra arctique, pourraient libérer du dioxyde de carbone ou du méthane piégé dans l'atmosphère. La fréquence accrue des incendies et les infestations d'insectes libèrent également plus de carbone lorsque les arbres brûlent ou meurent et pourrissent.

D'un autre côté, un surplus de dioxyde de carbone peut stimuler la croissance des plantes dans certains écosystèmes, permettant à ces plantes de retirer du carbone supplémentaire de l'atmosphère. Cependant, cet effet peut être réduit lorsque la croissance des plantes est limitée par l'eau, l'azote et la température. Cet effet peut également diminuer à mesure que le dioxyde de carbone augmente à des niveaux qui deviennent saturants pour la photosynthèse. En raison de ces complications, il n'est pas clair combien de nouvelles usines de dioxyde de carbone peuvent retirer de l'atmosphère et combien de temps elles pourraient continuer à le faire.

L'impact du changement climatique sur le cycle du carbone terrestre est extrêmement complexe, mais dans l'ensemble, les puits de carbone terrestres deviendront moins efficaces à mesure que les plantes atteignent la saturation, où elles ne peuvent plus absorber de dioxyde de carbone supplémentaire, et que d'autres limitations de croissance se produisent, et que la terre commence à ajouter plus de carbone dans l'atmosphère à cause du réchauffement du sol, des incendies et des infestations d'insectes. Cela entraînera une augmentation plus rapide du dioxyde de carbone atmosphérique et un réchauffement climatique plus rapide. Dans certains modèles climatiques, les rétroactions du cycle du carbone provenant de la terre et de l'océan ajoutent plus d'un degré Celsius aux températures mondiales d'ici 2100.

Scénarios d'émission

Les scientifiques prédisent la plage d'augmentation probable de la température en exécutant de nombreux scénarios futurs possibles grâce à des modèles climatiques. Bien qu'une partie de l'incertitude dans les prévisions climatiques provienne d'une connaissance imparfaite des rétroactions climatiques, la source d'incertitude la plus importante dans ces prévisions est que les scientifiques ne savent pas quels choix les gens feront pour contrôler les émissions de gaz à effet de serre.

Les estimations les plus élevées reposent sur l'hypothèse que le monde entier continuera à utiliser de plus en plus de combustibles fossiles par habitant, un scénario que les scientifiques appellent &ldquobusiness-as-usual.&rdquo Des estimations plus modestes proviennent de scénarios dans lesquels des technologies respectueuses de l'environnement telles que les piles à combustible, les panneaux solaires et l'énergie éolienne remplacent une grande partie de la combustion de combustibles fossiles d'aujourd'hui.

Il faut des décennies, voire des siècles, à la Terre pour réagir pleinement à l'augmentation des gaz à effet de serre. Le dioxyde de carbone, parmi d'autres gaz à effet de serre, restera dans l'atmosphère longtemps après la réduction des émissions, contribuant au réchauffement continu. De plus, à mesure que la Terre s'est réchauffée, une grande partie de l'excès d'énergie a été utilisée pour chauffer les couches supérieures de l'océan. Comme une bouillotte par une nuit froide, l'océan chauffé continuera à réchauffer la basse atmosphère bien après que les gaz à effet de serre aient cessé d'augmenter.

Ces considérations signifient que les gens ne voient pas immédiatement l'impact de la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Même si les concentrations de gaz à effet de serre se stabilisaient aujourd'hui, la planète continuerait de se réchauffer d'environ 0,6°C au cours du siècle prochain à cause des gaz à effet de serre déjà présents dans l'atmosphère.


Le lien complexe entre le déclin de la population et le réchauffement de la planète

Crédit : CC0 Domaine public

Il est temps d'arrêter de blâmer la surpopulation pour nos problèmes environnementaux et de commencer à examiner les facteurs qui comptent vraiment : la consommation de ressources et l'exposition toxique alors que la croissance démographique et les taux de fécondité montrent des tendances à la baisse.

Les populations américaines et mondiales augmentent toutes deux à un rythme plus lent. Entre juillet 2019 et juillet 2020 seulement, le taux de croissance aux États-Unis avait ralenti à seulement 0,35%, le plus lent enregistré depuis au moins 1900. Et ce n'est pas seulement à cause d'un baby bust COVID-19. Cela fait plutôt partie d'une tendance à long terme, qui se prépare depuis des décennies.

En 2010, les naissances avaient chuté de 3 % par rapport à 2009, selon les Centers for Disease Control and Prevention. L'indice synthétique de fécondité (nombre de naissances au cours de la vie d'une femme) a baissé de 4 % et le taux de natalité chez les adolescentes de 10 %, la plus forte baisse en plus de 70 ans.

La croissance démographique mondiale, qui s'est stabilisée, se dirige également vers le déclin. Selon la division de la population des Nations Unies, la population mondiale augmente à un rythme plus lent qu'à aucun autre moment depuis 1950 et se stabilisera vers 2100. Une étude de 2020 suggère que la population mondiale atteindra probablement son apogée quatre décennies plus tôt que ce que l'ONU projeté.

Quoi qu'il en soit, les structures d'âge sont déjà en train de changer sensiblement. En 2018, les personnes de plus de 65 ans étaient plus nombreuses que les enfants de moins de 5 ans dans le monde pour la première fois dans l'histoire. Bien que le rythme soit inégal, l'histoire de la population du 21e siècle sera celle d'un vieillissement mondial plutôt que d'une croissance mondiale significative.

Pourtant, malgré un ralentissement de la croissance, nous nous dirigeons toujours vers une catastrophe environnementale. Alors que les taux de fécondité humaine diminuaient, les émissions de gaz à effet de serre sur toute la planète augmentaient régulièrement, atteignant des niveaux records en 2019. Un rapport de l'ONU sur les émissions mondiales de gaz à effet de serre a révélé que les 1% les plus riches de la planète étaient responsables de plus de doubler le nombre d'émissions de gaz à effet de serre des 50 % les plus pauvres. Pour se conformer à l'accord de Paris, les ultra-riches devraient diviser par 30 leurs comportements d'émission de gaz à effet de serre.

Le lien entre population et changement climatique est rompu. En Chine et aux États-Unis, les deux principaux émetteurs d'émissions de gaz à effet de serre, la femme moyenne donne naissance à 1,6 enfant au cours de sa vie, en deçà des 2,1 enfants nécessaires pour se remplacer elle-même et son partenaire.

Plusieurs facteurs expliquent le ralentissement de la fécondité. L'accès volontaire des femmes aux contraceptifs—à côté d'autres services de santé reproductive—joue un rôle majeur, ainsi que l'éducation formelle et les opportunités de gagner un revenu en dehors du ménage.

Mais les chercheurs soulignent également une autre préoccupation : l'infertilité peut être à la hausse. Le taux de fausses couches dues aux fausses couches, aux mortinaissances et aux grossesses extra-utérines chez les femmes de tous âges aux États-Unis a augmenté de 1 % par an entre 1990 et 2011. En outre, une analyse de 185 études portant sur près de 43 000 hommes entre 1973 et 2011 a révélé que le nombre total de spermatozoïdes avait diminué de près de 60 %. Les chercheurs ne savent pas exactement pourquoi - et certains chercheurs se demandent si le nombre de spermatozoïdes a même un impact sur la fertilité - mais certaines preuves démontrent que l'exposition à des produits chimiques perturbateurs hormonaux, comme les phtalates (qui rendent les plastiques flexibles), joue un rôle dans la perturbation de la fertilité.

Il y a autre chose à considérer : les jeunes ont tout simplement moins de relations sexuelles, avec moins de partenaires, et ont des relations sexuelles pour la première fois à un âge plus avancé que les générations précédentes. Certains applaudissent ce changement pour réduire la grossesse chez les adolescentes aux États-Unis, mais cela pourrait signaler un désir décroissant d'avoir des enfants sur une planète qui se réchauffe.

De multiples enquêtes ont découvert ce phénomène, montrant que l'anxiété climatique est en hausse, et avec elle, la peur d'amener des bébés dans un monde dont l'avenir n'est pas si rose. Mes propres entretiens avec divers jeunes âgés de 22 à 34 ans révèlent que la violence raciale et le changement climatique sont en concurrence comme les deux principales raisons qu'ils citent pour être soit profondément ambivalents, soit carrément opposés à devenir parents à l'avenir.

Ces problèmes sociaux et environnementaux très réels se sont intensifiés à mesure que les taux de croissance démographique ont diminué. Cela démontre à lui seul que la stabilisation de la taille de la population n'est pas une panacée. Les problèmes sociaux et environnementaux ne se résoudront pas d'eux-mêmes, quel que soit le nombre de personnes sur Terre.

© 2021 Los Angeles Times.
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6 : Notre monde qui se réchauffe - Biologie

Parc d'État de la baie de Cobscook, Maine. Photo : W. Menke

Le mois dernier, j'ai donné une conférence publique intitulée « Quand le Maine était la Californie » devant un public dans une petite ville du Maine. Il a établi des parallèles entre la Californie, aujourd'hui, et le Maine, il y a 400 millions d'années, lorsque des processus géologiques similaires se produisaient. Par la suite, un membre du public m'a demandé ce que la géologie avait à dire sur le réchauffement climatique. Ce qui suit est une version étendue de ma réponse. Notez que j'utilise le mot géologie pour désigner tout élément des sciences de la terre qui se concentre sur l'histoire de la terre, et ne distingue pas les nombreuses sous-disciplines dont un spécialiste serait familier.

Les géologues considèrent les 50 derniers millions d'années comme un passé récent, à la fois parce qu'ils ne représentent qu'environ un pour cent de l'âge de la terre, et parce que la tectonique des plaques, le processus géologique qui contrôle les conditions dans la partie solide de la terre, a fonctionné sans changement majeur au cours de cette période. C'est la période la plus pertinente pour obtenir des informations sur le climat de la Terre qui peuvent être appliquées au débat actuel sur le réchauffement climatique.

Les archives géologiques du climat ancien sont excellentes. Les températures anciennes peuvent être déterminées très précisément, car la composition des coquilles de coraux et d'autres organismes marins varie de manière mesurable avec elle. De plus, les plantes et les animaux qui ont vécu pendant un temps donné et qui sont maintenant conservés sous forme de fossiles indiquent si le climat était humide ou sec. La tendance climatique globale s'est refroidie, d'une période inhabituellement chaude, appelée l'optimum éocène, il y a 55 à 45 millions d'années, à une période inhabituellement fraîche, familièrement appelée l'ère glaciaire, qui s'est terminée il y a seulement 20 000 ans. La plage globale de température était énorme, environ 35 ° F. La terre était si chaude pendant l'Eocène Optimum que l'Antarctique était libre de glace. Les calottes glaciaires n'ont commencé à s'y former qu'il y a environ 35 millions d'années. Les palmiers poussaient aux latitudes élevées et les animaux à sang froid, comme les crocodiles, vivaient dans l'Arctique.

Leçon 1. Le climat de la terre (y compris sa température moyenne) est très variable.

Malgré des conditions très divergentes, la vie a prospéré à la fois pendant l'Eocène Optimum et la période glaciaire, bien que dans les deux cas, la vie ait été plus abondante dans certaines parties du monde que dans d'autres. Les archives fossiles indiquent que les forêts étaient courantes pendant l'Eocence Optimum, mais certaines zones étaient des steppes et des déserts à végétation clairsemée. Alors que les grands glaciers de l'ère glaciaire étaient sans vie, des mammifères extrêmement grands tels que le mammouth laineux et le paresseux terrestre géant habitaient des latitudes plus basses. Le changement climatique a produit à la fois des gagnants et des perdants. Certaines espèces se sont adaptées, d'autres ont disparu.

Leçon 2. La vie a prospéré pendant les périodes chaudes et froides, les changements climatiques ont produit à la fois des gagnants et des perdants.

Parc d'État de Roque Bluffs, Maine. Photo : W. Menke

Une question importante est de savoir si la variabilité du climat est due à des processus se produisant sur la terre ou à des changements dans l'intensité de la lumière solaire, car c'est le soleil qui maintient notre planète au chaud. Les preuves géologiques, bien que subtiles, soutiennent fortement les causes terrestres et non solaires. Cette preuve est tirée de l'étude des nombreuses fluctuations climatiques sur des périodes plus courtes, certaines qui durent des millions d'années et d'autres seulement des milliers, qui se superposent à la tendance au refroidissement à long terme.

Le climat pendant la période glaciaire (les 4 derniers millions d'années) a été particulièrement instable, avec de nombreuses variations de plus de 10 °F. Ces fluctuations sont enregistrées dans les couches annuelles de neige conservées dans les glaciers et dans les sédiments marins, dont les propriétés suivent la température à laquelle elles se sont formées. Le moment de ces oscillations suit de près les fluctuations régulières de l'inclinaison de l'axe de la Terre et de la forme de son orbite autour du soleil. Appelés cycles de Milankovitch, ils sont dus à l'influence gravitationnelle de la lune et des planètes. Leur magnitude peut être calculée de manière fiable, car elles sont dues aux fluctuations de la position et de l'orientation de la Terre par rapport au soleil, et non à un changement de la luminosité du soleil. Étonnamment, ils sont trop petits pour tenir compte des grandes variations de température, à moins que le système climatique terrestre n'agisse pour les amplifier. Voici la partie subtile de l'argument : cette inadéquation entre la faible amplitude des cycles de Milankovitch et les grandes fluctuations du climat est une preuve solide que les processus internes peuvent provoquer une forte variabilité climatique.

Leçon 3. Les variations du climat sont principalement dues à des processus se produisant sur la terre, contrairement au soleil.

Les niveaux de dioxyde de carbone de la période glaciaire sont bien connus, car les bulles d'air de la période glaciaire sont préservées dans les glaciers de l'Antarctique et du Groenland. Les niveaux de dioxyde de carbone plus anciens sont difficiles à mesurer, car aucun échantillon d'air plus ancien n'a été conservé. Plusieurs méthodes indirectes sont utilisées, l'une basée sur l'effet des niveaux de dioxyde de carbone dans les océans sur la composition des sédiments marins, et une autre sur son effet sur les feuilles des plantes désormais fossiles. Ces mesures montrent de manière assez convaincante que la tendance au refroidissement à long terme au cours des 50 derniers millions d'années est associée à une diminution progressive des niveaux de dioxyde de carbone, de 2000 à 3000 parties par million pendant l'Eocène Optimum jusqu'à 200 heures du soir. pendant la période glaciaire. La cause de cette diminution n'est pas entièrement comprise, mais semble indiquer que la quantité totale de carbone qui peut influencer le climat (carbone dans l'atmosphère, la biosphère et l'océan) diminue lentement, peut-être parce qu'une quantité croissante de carbone est immobilisée dans roches sédimentaires telles que le calcaire.

Leçon 4. Les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont très variables, les niveaux les plus élevés étant associés aux périodes chaudes et les niveaux les plus bas associés aux périodes froides.

La corrélation de la température atmosphérique avec le dioxyde de carbone reflète le rôle de ce dernier en tant que gaz à effet de serre. En absorbant la chaleur rayonnée par la surface de la terre et en la re-rayonnant vers le bas, la surface de la terre est plus chaude qu'elle ne le serait autrement. La terre serait inhabitable sans l'effet de serre, comme on peut le voir en comparant la température moyenne de la terre d'environ 60°F à la température moyenne de moins 100°F de la lune, qui reçoit exactement la même quantité de lumière solaire. Une question importante est de savoir si le niveau élevé de dioxyde de carbone au moment de l'Eocène Optimum était la cause des températures élevées qui se sont produites au cours de cette période.

Attribuer les causes de la fluctuation du climat est une affaire délicate, car le niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère n'est qu'un facteur parmi d'autres qui déterminent le climat de la Terre. D'autres facteurs importants incluent : la quantité de vapeur d'eau (un autre gaz à effet de serre) dans l'atmosphère le pourcentage du ciel couvert de nuages, qui renvoient la lumière du soleil dans l'espace le pourcentage de terres recouvertes de glace et de neige, qui sont également très réfléchissantes et le pourcentage couvert par les océans et les forêts, qui sont très absorbants. Tous les facteurs agissent ensemble pour maintenir une température donnée, mais ils se répercutent les uns sur les autres de manière compliquée. Ainsi, par exemple, si l'Antarctique avait été glacié pendant l'Eocène Optimum (et la preuve géologique est qu'il était libre de glace), le monde aurait été un peu plus froid en raison de la haute réflectivité de la glace. D'autre part, les glaciers étaient absents précisément parce que le monde était si chaud. Les preuves géologiques à elles seules ne peuvent pas prouver que les niveaux élevés de dioxyde de carbone atmosphérique pendant l'Eocène Optimum ont alors causé les températures élevées, car la contribution d'autres facteurs, tels que les nuages ​​​​et la vapeur d'eau, est inconnue. Néanmoins, les modèles climatiques mondiaux semblent indiquer qu'une température aussi élevée ne peut être maintenue que dans un monde à forte teneur en dioxyde de carbone, aucune autre combinaison de facteurs ne peut l'expliquer.

L'évolution des températures mondiales induit des changements dans les modèles de précipitations, de vents et de courants océaniques, qui peuvent tous avoir un effet profond sur l'écosystème d'une région donnée. Une forte diminution des précipitations transformera bien sûr la forêt tropicale en désert. Cependant, la géologie a peu de détails à offrir sur la façon dont une région particulière sera affectée. Les facteurs qui causent le changement climatique à un endroit géographique donné sont trop variés pour permettre des analogues géologiques convaincants. Cependant, la géologie montre que la variabilité est la norme. Certains des déserts d'aujourd'hui étaient boisés il y a quelques millions d'années, et certaines des forêts d'aujourd'hui étaient autrefois des déserts. Du point de vue humain, le changement climatique a le potentiel de rendre certaines zones moins productives sur le plan agricole (et donc moins habitables) et d'autres de le devenir davantage.

Leçon 5. Les climats locaux sont très variables, changeant considérablement sur des périodes de milliers à des millions d'années.

Parc d'État Wolfe Neck Woods, Maine. Photo : W. Menke

Les changements de température mondiale peuvent provoquer une élévation ou une baisse du niveau de la mer en raison de l'accumulation ou de la fonte de la glace glaciaire.Cet effet est d'ampleur mondiale et peut avoir un effet extrêmement délétère sur nous, les êtres humains, car beaucoup d'entre nous vivent près de la côte. Les preuves géologiques sont très fortes que le niveau de la mer était parfois plus élevé d'environ 200 pieds, comme pendant l'Eocène Optimum, lorsque l'Antarctique était libre de glace, et était d'environ 400 pieds plus bas au plus fort de la période glaciaire. La gamme est énorme, les côtes du monde sont radicalement modifiées par de tels changements. Les plateaux continentaux étaient considérablement exposés pendant les peuplements bas, et de nombreuses zones côtières basses étaient sous l'eau pendant les peuplements élevés. Les mammouths laineux parcouraient des centaines de kilomètres au large de la Virginie pendant la période glaciaire. Les dépôts de sable de plage dans l'intérieur de la Caroline du Nord indiquent que le rivage était loin à l'intérieur des terres pendant l'optimum éocène.

Leçon 6. Le niveau de la mer a fluctué à mesure que les glaciers du monde grandissent ou reculent, et était d'environ 200 pieds plus haut à des moments où l'Antarctique était libre de glace.

Les niveaux de dioxyde de carbone ont augmenté depuis la fin de la période glaciaire, d'abord à un niveau naturel d'environ 280 ppm. juste avant le début de l'ère industrielle, puis à 400 h. alors que les gens brûlaient du charbon et du pétrole en grande quantité. Le dioxyde de carbone augmente actuellement à un taux d'environ 2,6 pm. par an.

Une question cruciale est le niveau de dioxyde de carbone atmosphérique il y a 35 millions d'années, lorsque les glaciers ont commencé à se former en Antarctique, car il sert d'estimation approximative de la concentration nécessaire pour faire fondre l'Antarctique actuel. Ce n'est qu'une estimation approximative, car les conditions géologiques n'étaient pas exactement les mêmes de temps en temps. En particulier, les forts courants océaniques qui éloignent aujourd'hui les eaux plus chaudes de l'Antarctique n'étaient pas présents il y a 35 millions d'années, en raison de la configuration quelque peu différente des plaques tectoniques. Malheureusement, les meilleures estimations actuellement disponibles du dioxyde de carbone atmosphérique pendant cette période critique comportent de grandes incertitudes. Le dioxyde de carbone a diminué de 600 à 1400 heures. au début des glaciations à 400-700 pm. plusieurs millions d'années plus tard. Ces mesures sont cohérentes avec les résultats de modélisation, qui donnent un seuil d'environ 780 ppm. pour la formation d'une calotte glaciaire à l'échelle continentale en Antarctique. Cette valeur sera atteinte d'ici l'an 2150 au taux de croissance actuel du dioxyde de carbone atmosphérique - ou plus tôt si les taux d'émission continuent de monter en flèche - suggérant que l'Antarctique risque de fondre à ce moment-là.

La glace de l'Antarctique ne fondra pas du jour au lendemain même si le seuil est atteint. La déglaciation à la fin de la période glaciaire en fournit un exemple utile. Le taux d'élévation du niveau de la mer était initialement faible, seulement un dixième de pouce par an. Il a ensuite augmenté progressivement, culminant à environ 3 pouces par an il y a environ 14 000 ans, soit environ 5 000 ans après le début de la déglaciation. Ce taux a persisté pendant 1 600 ans, au cours desquels le niveau de la mer a augmenté de 60 pieds au total. Le taux moyen d'élévation du niveau de la mer était plus lent, environ un demi-pouce par an.

Leçon 7. Une élévation du niveau de la mer aussi rapide que quelques centimètres par an peut persister pendant des milliers d'années.

Le scénario le plus extrême pour les niveaux futurs de dioxyde de carbone envisagé par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prévoit environ 0,4 pouces par an d'élévation du niveau de la mer au cours du prochain siècle. Ce taux est inférieur, mais d'une ampleur similaire, au taux moyen pendant la déglaciation de l'ère glaciaire, mais considérablement plus petit que son pic. En raison de l'accent mis sur le siècle actuel, un lecteur du rapport du GIEC pourrait avoir le sentiment que l'élévation du niveau de la mer sera terminée d'ici 2100. C'est exactement le contraire qui est vrai ! La géologie démontre que la fonte s'accélère avec le temps et peut durer plusieurs milliers d'années.

Les leçons les plus importantes tirées de la géologie sont que le climat de la terre peut changer radicalement et que le rythme du changement peut être rapide. La géologie soutient également la théorie selon laquelle les périodes passées de température particulièrement chaude ont été causées par un niveau élevé de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Parmi les nombreux effets du réchauffement climatique, la géologie est actuellement la plus pertinente pour l'élévation du niveau de la mer causée par la fonte des glaciers. La précision de la mesure est actuellement trop faible pour donner une réponse exacte à une question critique, à quel niveau de dioxyde de carbone sommes-nous en danger de faire fondre l'Antarctique ? Cependant, bien que grossières, ces estimations suggèrent que ce seuil sera atteint dans 150 à 300 ans, si les niveaux de dioxyde de carbone continuent d'augmenter au rythme actuel.

William Menke de l'Observatoire de la Terre de Lamont-Doherty est professeur de sciences de la terre et de l'environnement.


La Terre se réchauffe vers 1,5 degré Celsius, préviennent les scientifiques

Les pompiers combattent un feu de broussailles la semaine dernière à Santa Barbara, en Californie. Les scientifiques avertissent que les humains sont en passe de provoquer un réchauffement climatique catastrophique au cours de ce siècle. Comté de Santa Barbara, Californie, service d'incendie via AP masquer la légende

Les pompiers combattent un feu de broussailles la semaine dernière à Santa Barbara, en Californie. Les scientifiques avertissent que les humains sont en passe de provoquer un réchauffement climatique catastrophique au cours de ce siècle.

Comté de Santa Barbara, Californie, service d'incendie via AP

La température moyenne sur Terre est désormais constamment supérieure de 1 degré Celsius à celle de la fin des années 1800, et cette température continuera d'augmenter vers la référence critique de 1,5 degré Celsius au cours des cinq prochaines années, selon un nouveau rapport de l'Organisation météorologique mondiale. .

Les scientifiques avertissent que les humains doivent empêcher la température mondiale annuelle moyenne de persister à ou au-dessus de 1,5 degré Celsius pour éviter les effets les plus catastrophiques et à long terme du changement climatique. Il s'agit notamment d'inondations massives, de sécheresses graves et d'un réchauffement incontrôlable des océans qui alimentent les tempêtes tropicales et entraînent la mort massive d'espèces marines.

Le nouveau rapport de l'OMM, une agence des Nations Unies, constate que les températures mondiales accélèrent vers 1,5 degré Celsius de réchauffement. Les auteurs du nouveau rapport prévoient qu'il y a 44% de chances que la température annuelle moyenne sur Terre atteigne temporairement 1,5 degré Celsius de réchauffement à un moment donné au cours des cinq prochaines années. Cette probabilité a doublé depuis l'année dernière.

"Nous assistons à une accélération du changement climatique", déclare Randall Cerveny, climatologue à l'Arizona State University et rapporteur de l'Organisation météorologique mondiale qui n'a pas été impliqué dans le rapport.

Les températures annuelles sur Terre fluctuent en fonction des cycles climatiques à court terme, ce qui signifie que certaines années sont beaucoup plus chaudes que d'autres, même si la ligne de tendance globale augmente régulièrement. À mesure que le changement climatique s'accélère, il devient de plus en plus probable que chaque année dépasse 1,5 degré Celsius de réchauffement.

"Nous avions espéré qu'avec le scénario COVID de l'année dernière, le manque de voyages [et] le manque d'industrie pourraient peut-être agir comme un petit frein", a déclaré Cerveny. "Mais ce que nous voyons, franchement, ce n'est pas le cas."

Des années de chaleur record offrent un aperçu de l'avenir. Par exemple, 2020 a été l'une des années les plus chaudes jamais enregistrées. L'année dernière, les températures mondiales étaient d'environ 1,2 degré Celsius plus chaudes qu'à la fin des années 1800, selon l'OMM.

Des millions de personnes en ont énormément souffert. Les États-Unis ont connu un nombre record de catastrophes météorologiques d'un milliard de dollars, notamment des ouragans et des incendies de forêt. Des sécheresses généralisées, des inondations et des vagues de chaleur ont tué des gens sur tous les continents, à l'exception de l'Antarctique.

Les récentes catastrophes climatiques soulignent à quel point quelques degrés de réchauffement peuvent avoir des effets énormes. Par exemple, au cours de la dernière période glaciaire, la Terre n'était en moyenne que 6 degrés Celsius plus froide qu'elle ne l'est aujourd'hui. Une augmentation de 1,5 degré Celsius « est un très, très, très, très grand nombre », dit Cerveny. "Nous devons nous en préoccuper."

Monde

Les routes deviennent des rivières : près de 4 millions de Chinois évacués ou déplacés suite aux inondations

L'objectif de l'accord de Paris sur le climat est de maintenir l'augmentation des températures mondiales bien en dessous de 2 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels, et idéalement d'essayer de limiter le réchauffement à 1,5 degré Celsius. Ces seuils font référence à la température sur Terre sur plusieurs années. Dépasser 1,5 degré Celsius de réchauffement en une seule année n'enfreindrait pas l'Accord de Paris.

Mais avec chaque année qui passe d'augmentation des émissions de gaz à effet de serre, il devient de plus en plus probable que les humains provoquent un réchauffement catastrophique. Le rapport estime qu'il y a 90 % de chances que l'une des cinq prochaines années soit l'année la plus chaude jamais enregistrée.

"C'est un autre signal d'alarme dont le monde a besoin pour accélérer les engagements visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à atteindre la neutralité carbone", a déclaré le secrétaire général de l'OMM, Petteri Taalas, dans un communiqué accompagnant le rapport. Les Nations Unies préviennent qu'à la fin de 2020, les humains étaient en passe de provoquer un réchauffement de plus de 3 degrés Celsius d'ici la fin du siècle.

Science

Comment les États-Unis pourraient réduire de moitié les émissions climatiques d'ici 2030

Si les États-Unis tiennent leurs nouvelles promesses de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, cela contribuerait à limiter le réchauffement climatique dans une certaine mesure, bien que d'autres pays, dont la Chine, devraient également réduire considérablement leurs émissions au cours des 10 prochaines années.

En avril, l'administration Biden s'est engagée à réduire de moitié les émissions américaines d'ici 2030 par rapport aux niveaux de 2005. La plupart de ces réductions devraient provenir de la production et du transport d'électricité, y compris presque l'élimination des centrales électriques au charbon et la transition vers les voitures et les camions électriques. Le Congrès envisage une législation sur les infrastructures qui pourrait aider à faire avancer ces transitions.

Pendant ce temps, l'industrie des combustibles fossiles subit de plus en plus de pressions pour investir dans l'énergie propre. Mercredi, un tribunal néerlandais a ordonné à Shell de réduire ses émissions de carbone plus rapidement, bien que la société ait déclaré qu'elle prévoyait de faire appel de la décision. Et un petit fonds spéculatif activiste a placé avec succès au moins deux nouveaux candidats au conseil d'administration d'Exxon Mobil, dans le but de pousser l'entreprise à prendre le changement climatique plus au sérieux.


Ce que les chercheurs ont trouvé

Historiquement, a déclaré Hughes, chaque tuile contenait entre 50 et 100 bébés coraux. "Mais lorsque nous les avons récupérés en janvier 2018, de nombreux panneaux n'avaient aucune recrue du tout."

Dans le nord blanchi, la nouvelle génération de coraux semblait sombre. Le tiers le plus au sud de la Grande Barrière de Corail n'avait pas connu de blanchissement des coraux en 2016 ou 2017, donc le recrutement de nouveaux coraux n'y a pas diminué.

Là où il y avait des bébés coraux, la plupart des bébés étaient la progéniture de coraux couvants. Les couveuses ne propagent pas leurs bébés jusqu'aux géniteurs, ce qui réduit l'interconnectivité des récifs.

La plupart de l'architecture récifale de la Grande Barrière de Corail telle que nous la connaissons a été créée par des géniteurs - les coraux ramifiés et de table qui poussent comme des forêts et créent de nombreuses cachettes pour les animaux.

La Grande Barrière de Corail a toujours été dominée par des coraux ramifiés et de table qui construisent d'énormes structures sur lesquelles d'autres animaux peuvent vivre. À l'avenir, a déclaré Hughes, le récif sera plus plat et abritera moins de poissons et d'invertébrés. Image de la banque de photos marine avec l'aimable autorisation de The Ocean Agency/XL Catlin Seaview Survey

« Vous pouvez le voir comme le nombre de personnes que vous pouvez loger dans les banlieues, par rapport au nombre de personnes qui pourraient vivre dans le centre-ville de Los Angeles dans [highrises] », a déclaré l'écologiste évolutionniste Carly Kenkel de l'Université de Californie du Sud, qui était pas impliqué dans cette étude.

Les récifs coralliens sont confrontés à une multitude de problèmes, a déclaré Kenkel. La pollution provenant du rivage ou la propagation soudaine d'étoiles de mer mangeuses de corail appelées couronnes d'épines pourraient également avoir contribué au déclin de nouveaux coraux dans le nord de la Grande Barrière de Corail.

Le nouveau document, a déclaré Kenkel, l'a convaincue que le blanchissement "et le réchauffement climatique" ont causé ce déclin des bébés coraux. Le moment et l'emplacement des événements de blanchissement correspondaient trop étroitement aux panneaux de corail vides des chercheurs.


Publié le 24 juin 2021 par l'auteur invité

Pour certains Américains, les signes du réchauffement climatique sont partout. Rien qu'en 2020, des incendies de forêt ont battu des records à travers l'Ouest, des ouragans alimentés par des températures océaniques anormalement chaudes ont frappé le sud-est, et une station météorologique de la Vallée de la Mort a enregistré une température de 130 degrés Fahrenheit et peut-être le maximum quotidien le plus chaud jamais documenté de manière fiable sur Terre. Maintenant, la sécheresse s'est installée dans une grande partie de l'Ouest, provoquant ce qui devrait être une saison des incendies extrêmement active.

Les climatologues avertissent depuis des décennies que le réchauffement climatique entraînera des conditions météorologiques plus extrêmes. Et alors que de plus en plus d'Américains commencent à subir personnellement des événements météorologiques désastreux, il est raisonnable de se demander s'ils soutiendront une action climatique agressive.

La réponse courte est déjà claire : pas nécessairement.

Le signal du changement climatique est difficile à remarquer dans le contexte bruyant des changements météorologiques quotidiens et saisonniers.

Mais même lorsqu'un quartier, une ville ou une région connaît un temps vraiment inhabituel, certains le verront comme clairement lié au réchauffement climatique tandis que pour d'autres, le lien ne leur viendra même pas à l'esprit. Tout comme deux personnes peuvent réagir de manière complètement différente à des événements politiques, à la mode actuelle ou à un match de football, deux personnes peuvent partager ce qui semble être une expérience identique et pourtant en tirer des conclusions complètement différentes sur ce qui s'est passé, ce qui l'a causé et ce qui faire à ce sujet.

Nous n'utilisons pas simplement nos sens pour enregistrer des informations sur notre environnement et les événements quotidiens. interpréter ces événements

&ldquoExperience&rdquo est beaucoup plus glissant que la plupart d'entre nous ne le pensent. Nous n'utilisons pas simplement nos sens pour enregistrer des informations sur notre environnement et les événements quotidiens. interpréter ces événements et les filtrer à travers nos émotions, nos souvenirs, notre culture et, dans le cas du temps et du climat, notre politique. Nous combinons ensuite nos croyances, nos attitudes et nos évaluations de nos expériences passées pour former de nouvelles opinions, construire de nouveaux modèles de cause à effet dans notre esprit et, en fin de compte, construire des récits sur des événements qui nous permettent de donner un sens au monde et à la façon dont nous nous y intégrons.

Figure 1. Pourcentage de républicains et de démocrates qui déclarent avoir personnellement subi les effets du réchauffement climatique, par État, 2008-2018. Les données de Mildenberger et al. 2017. Pour les démocrates, les estimations vont de 53 % dans le Wyoming à 66 % dans l'Oregon. Pour les républicains, les estimations vont de 14 % en Virginie-Occidentale et au Wyoming à 48 % à Hawaï et à New York. (Source : Marlon et al. 2021)


Le premier chapitre décrit les effets attendus du changement climatique avec une augmentation d'un degré Celsius (1 °C) de la température mondiale moyenne depuis l'époque préindustrielle.

Le deuxième chapitre décrit les effets d'une température moyenne de deux degrés et ainsi de suite jusqu'au chapitre 6 qui montre les effets attendus d'une augmentation de la température mondiale moyenne de six degrés Celsius (6 °C). Les effets sont également comparés aux études paléoclimatiques, avec six degrés de réchauffement par rapport au Crétacé. [ citation requise ]

Une couverture spéciale est accordée aux mécanismes de rétroaction positive qui pourraient accélérer considérablement le changement climatique. Le livre explique comment la libération d'hydrate de méthane et la libération de méthane provenant de la fonte du pergélisol pourraient déclencher un événement d'extinction majeur. Les rétroactions du cycle du carbone, la disparition du corail, la destruction de la forêt amazonienne et la désertification extrême sont également décrites, avec cinq ou six degrés de réchauffement pouvant potentiellement conduire à l'inhabitabilité complète des régions tropicales et subtropicales, ainsi qu'à des pénuries extrêmes d'eau et de nourriture. , conduisant peut-être à une migration massive de milliards de personnes.

Une émission télévisée de National Geographic Channel, "Six degrés pourraient changer le monde" [1] a été produite après que le livre a remporté le prix de la Royal Society en 2008. [2]

En avril 2020, l'auteur a publié une version réécrite et mise à jour du livre : Notre dernier avertissement : six degrés d'urgence climatique ( 978-0008308551). [3]


Communiqués de presse

Projets

Conserver les léopards des neiges, sécuriser les ressources en eau et profiter aux communautés

En octobre 2012, le WWF a lancé un projet de quatre ans pour conserver l'habitat du léopard des neiges, promouvoir la sécurité de l'eau et aider les communautés à se préparer aux impacts du changement climatique en Asie centrale. Le projet Conservation and Adaptation in Asia & High Mountain Landscapes and Communities, financé par l'USAID, d'une valeur de 7,3 millions de dollars, mènera des activités sur le terrain et établira des alliances entre six des 12 pays de l'aire de répartition du léopard des neiges : le Bhoutan, l'Inde, le Népal, la Mongolie, le Kirghizistan et le Pakistan. Le projet se déroulera jusqu'au 30 septembre 2016.


Voir la vidéo: Urgent: Tentative de Coup dÉtat Contre SE Le Colonel Assimi Goïta, Sa Chauffe a Koulouba. (Août 2022).