Évolution du climat, cycle du carbone et lignée humaine

L'évolution de l'atmosphère terrestre

L'atmosphère primitive (80 % d'H₂O, 12 % de CO₂, 5 % de N₂ et 3 % autres) était très différente de celle actuelle (79 % de N₂, 21 % d'O₂ et 3 % autres dont CO₂, H₂O, gaz rares...). En se refroidissant, la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère de la jeune planète s'est liquéfiée, permettant la formation de l'hydrosphère.

• La composition de l'atmosphère actuelle a largement été influencée par l'apparition de la vie.
• La couche d'ozone protège l'ADN des êtres vivants des effets mutagènes et délétères des UV. Cette protection a permis l'épanouissement de la vie hors de l'eau il y a 360 millions d'années.
• De nombreux indices permettent de connaître l'évolution de la composition de l'atmosphère mais aussi du climat qui régnait à une époque donnée (indices sédimentologiques et paléontologiques).

Météorologie et climatologie

La différence entre la météorologie et la climatologie repose sur la période de temps (court, moyen ou long terme) et sur l'échelle spatiale (locale ou globale).

• L'étude du climat global terrestre est principalement basée sur les variations de la température moyenne globale. Celle-ci est calculée à partir de mesures en différents points du globe et de données satellites.

Le cycle du carbone et ses déséquilibres

Le cycle du carbone correspond aux flux de carbone entre les différents réservoirs superficiels. Lorsque les flux sont équivalents, le cycle est dit équilibré et la taille des réservoirs ne varie pas.

• L'homme utilise les combustibles fossiles qui sont des sources de carbone. Cette exploitation est à l'origine d'un flux important de CO₂ allant de la lithosphère vers l'atmosphère, augmentant sa concentration. Le cycle du carbone est alors déséquilibré.
• Ce déséquilibre conduit à l'apparition de nouveaux puits qui sont les végétaux (biosphérique) et l'hydrosphère (océanique).
• Les combustibles fossiles utilisés à l'heure actuelle sont issus de la fossilisation de la matière organique du passé, fruit de plusieurs millions d'années. Ce sont des énergies non renouvelables à l'échelle humaine.

La modification du cycle du carbone induit, en plus du réchauffement climatique, une modification de l'activité photosynthétique, une acidification des océans et un blanchiment des coraux et autres organismes coquillers.

Réchauffement climatique et bilan radiatif

Au cours de ces 800 000 dernières années, la température a connu des variations annuelles, mais jamais aussi rapides qu'au cours du réchauffement climatique global observé depuis le début de l'ère industrielle (environ 1 °C depuis le début du siècle dernier). Parallèlement, jamais la concentration en CO₂ n'a augmenté aussi rapidement qu'actuellement : ainsi, le seuil des 400 ppm a été dépassé en 2014 pour la première fois depuis 800 000 ans.

• Un bilan radiatif positif est provoqué par l'intensification de l'effet de serre, correspondant à un forçage radiatif positif à l'origine du réchauffement climatique.
• Sol, océan et atmosphère stockent cette énergie supplémentaire. Il en résulte une augmentation de la température moyenne globale.
• L'évolution de la température moyenne de la Terre est responsable de perturbations du système climatique dont certains ont un effet amplificateur : ce sont les rétroactions positives.
• L'océan, la végétalisation et la reforestation constituent des puits naturels de carbone atmosphérique et sont des exemples de rétroactions négatives.
• L'océan, de par son rôle amortisseur important en absorbant une fraction importante de l'énergie thermique, induit un changement climatique irréversible sur plusieurs siècles. La dilatation thermique due à l'augmentation de la température de l'eau et la fonte des glaces continentales conduit à une élévation du niveau marin.

Origines de la lignée humaine

• L'Homme est un Primate apparenté aux Grands Primates (Grands singes) et partage avec le Chimpanzé l'ancêtre commun le plus récent qui serait daté de 7 millions d'années (7 Ma).
• La paléoanthropologie est la science qui, à travers l'étude des fossiles, a permis de reconstruire l'histoire évolutive de la lignée humaine. Cette étude est toutefois régulièrement remise en cause lorsque de nouveaux fossiles sont découverts.