L’HISTOIRE CLIMATIQUE DE LA TERRE
De la formation de l’atmosphère aux climats possibles de l’an 2300
Comprendre les climats du passé pour concevoir les écosystèmes du futur
La Terre n’a jamais possédé un climat unique et permanent.
Depuis sa formation, il y a environ 4,54 milliards d’années, notre planète a connu des transformations climatiques considérables.
Atmosphère primitive.
Océans.
Premières formes de vie.
Atmosphère oxygénée.
Grandes glaciations.
Périodes globalement chaudes.
Extinctions massives.
Expansion des forêts.
Apparition des plantes terrestres.
Évolution des mammifères.
Glaciations quaternaires.
Interglaciaires.
Holocène.
Civilisations humaines.
Réchauffement contemporain.
Chaque période correspond à une combinaison particulière de facteurs :
- composition atmosphérique ;
- rayonnement solaire ;
- activité volcanique ;
- circulation océanique ;
- configuration des continents ;
- relief ;
- végétation ;
- glace ;
- cycle du carbone ;
- activité biologique ;
- paramètres orbitaux.
Comprendre cette histoire est essentiel.
Car le climat actuel n’est pas un état fixe de la planète.
Il constitue un état particulier d’un système dynamique.
Et surtout, le rythme actuel des changements est devenu un paramètre majeur.
L’histoire climatique de la Terre est donc à la fois une histoire du climat et une histoire des interactions entre atmosphère, océans, géologie et vivant.
I. LA TERRE PRIMITIVE
1. La naissance d’une planète
La Terre s’est formée il y a environ 4,54 milliards d’années, par accrétion de matériaux issus du disque protoplanétaire entourant le jeune Soleil.
Les premiers temps de la planète furent radicalement différents de ceux que nous connaissons.
La surface était fortement chauffée.
L’activité volcanique était intense.
Les impacts météoritiques étaient fréquents.
L’atmosphère était très différente de l’atmosphère actuelle.
Il n’existait évidemment ni forêts, ni océans modernes, ni sols tels que nous les connaissons.
Pourtant, les premières conditions nécessaires à l’apparition de la vie allaient progressivement se mettre en place.
II. LA FORMATION DE L’ATMOSPHÈRE
2. Une atmosphère primitive radicalement différente
L’atmosphère terrestre a évolué progressivement.
Une partie des gaz provient du dégazage volcanique et des interactions entre la surface terrestre, les océans et l’intérieur de la planète.
L’atmosphère primitive était notamment riche en vapeur d’eau et en gaz volcaniques.
Elle ne ressemblait absolument pas à l’atmosphère actuelle.
L’oxygène moléculaire y était extrêmement faible.
Le dioxyde de carbone et d’autres gaz jouaient un rôle majeur dans le bilan radiatif.
Cette différence est fondamentale.
La composition de l’atmosphère influence directement le climat.
Certains gaz absorbent une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre.
Ils participent ainsi à l’effet de serre naturel.
Sans cet effet de serre naturel, la température moyenne de la Terre serait beaucoup plus basse.
ENCADRÉ SCIENTIFIQUE
L’effet de serre naturel
Le Soleil fournit principalement de l’énergie sous forme de rayonnement à courte longueur d’onde.
La surface terrestre en absorbe une partie.
Elle réémet ensuite de l’énergie sous forme de rayonnement infrarouge.
Certains gaz atmosphériques absorbent une partie de ce rayonnement.
Ils réémettent ensuite de l’énergie dans différentes directions, notamment vers la surface.
Il en résulte un réchauffement de la surface et de la basse atmosphère par rapport à une planète dépourvue de gaz à effet de serre.
Les principaux gaz naturels concernés sont notamment :
- vapeur d’eau ;
- dioxyde de carbone ;
- méthane ;
- protoxyde d’azote.
L’effet de serre naturel est donc indispensable au climat terrestre tel que nous le connaissons.
Le problème contemporain n’est pas l’existence de l’effet de serre.
C’est la modification rapide de la concentration de plusieurs gaz à effet de serre par les activités humaines.
III. LES PREMIERS OCÉANS
3. Le refroidissement de la planète
À mesure que la Terre se refroidissait, une partie de la vapeur d’eau atmosphérique a pu se condenser.
Les précipitations ont progressivement contribué à former les premiers océans.
L’eau liquide allait devenir l’un des éléments fondamentaux du système climatique terrestre.
Les océans jouent plusieurs rôles essentiels :
- stockage de chaleur ;
- stockage de carbone ;
- évaporation ;
- production de vapeur d’eau ;
- circulation thermique ;
- échanges avec l’atmosphère ;
- influence sur les précipitations ;
- support de la biosphère.
Sans océans, le climat terrestre serait radicalement différent.
IV. L’EAU : PREMIER GRAND RÉGULATEUR CLIMATIQUE
L’eau possède une capacité thermique élevée.
Elle peut donc absorber et restituer des quantités importantes d’énergie.
Les océans ralentissent ainsi certaines variations de température.
Ils transportent également de la chaleur par les courants marins.
L’évaporation transporte de l’énergie depuis la surface.
La condensation restitue cette énergie dans l’atmosphère.
Les précipitations redistribuent l’eau sur les continents.
On retrouve ici une idée fondamentale de l’agroclimatologie :
l’eau est simultanément une matière, un flux et un vecteur d’énergie.
Cette propriété deviendra essentielle lorsqu’il s’agira de comprendre les microclimats.
V. L’APPARITION ET LA TRANSFORMATION DE LA VIE
La vie est apparue très tôt dans l’histoire de la Terre, probablement au cours de ses premiers milliards d’années.
Les premières formes de vie étaient microscopiques.
Puis certains organismes ont commencé à modifier profondément leur environnement.
La photosynthèse oxygénique allait constituer l’une des grandes transformations de l’histoire planétaire.
VI. LA GRANDE OXYDATION
4. Quand le vivant transforme l’atmosphère
Des organismes photosynthétiques ont progressivement produit de l’oxygène.
Celui-ci s’est accumulé dans l’atmosphère après avoir réagi avec de nombreux composés réducteurs présents à la surface et dans les océans.
Cette transformation est souvent associée au phénomène appelé :
Grande Oxydation
Elle a profondément modifié la chimie de la planète.
L’oxygène a permis l’émergence et le développement de formes de vie nécessitant des conditions oxydantes.
Il a également participé à la formation de l’ozone stratosphérique.
Le vivant n’était donc plus simplement soumis au climat.
Il devenait lui-même un acteur de la transformation de la planète.
VII. LE CLIMAT ET LE CYCLE DU CARBONE
Le carbone constitue l’un des grands éléments régulateurs du climat terrestre.
Il circule entre :
- atmosphère ;
- océans ;
- sols ;
- roches ;
- végétation ;
- microorganismes ;
- sédiments.
On peut représenter une partie de ce cycle ainsi :
ATMOSPHÈRE
↕
OCÉANS
↕
VÉGÉTATION ←→ SOLS
↕ ↕
MICROORGANISMES SÉDIMENTS
↕
ROCHESLes échanges sont complexes et se déroulent sur des échelles de temps extrêmement différentes.
Certaines variations sont rapides.
D’autres prennent :
- des siècles ;
- des millénaires ;
- des millions d’années.
Cette notion d’échelle temporelle sera essentielle pour comprendre les changements climatiques.
VIII. LES GRANDES GLACIATIONS DE LA TERRE
La Terre a connu plusieurs périodes de refroidissement majeur.
Certaines ont été suffisamment importantes pour entraîner une extension considérable des glaciers et des calottes glaciaires.
Parmi les événements les plus spectaculaires figurent les glaciations néoprotérozoïques.
IX. LA « TERRE BOULE DE NEIGE »
5. Un monde presque entièrement glacé ?
Au cours du Néoprotérozoïque, plusieurs épisodes glaciaires majeurs ont probablement conduit à une couverture de glace extrêmement étendue.
L’hypothèse de la « Terre boule de neige » propose que certaines glaciations aient pu approcher des conditions de couverture glaciaire quasi globale.
Cette hypothèse reste un sujet scientifique complexe et discuté dans ses détails.
Elle illustre cependant une propriété fondamentale du système climatique :
les rétroactions climatiques peuvent amplifier fortement une perturbation initiale.
Lorsque la glace augmente :
↓
l’albédo augmente.
↓
davantage de rayonnement solaire est réfléchi.
↓
moins d’énergie est absorbée.
↓
le refroidissement peut s’accentuer.
Il s’agit d’une rétroaction positive.
ENCADRÉ SCIENTIFIQUE
L’albédo
L’albédo correspond à la fraction du rayonnement solaire réfléchi par une surface.
Une surface claire possède généralement un albédo plus élevé qu’une surface sombre.
Exemples :
neige / glace
→ forte réflexion.
sol sombre
→ absorption plus importante.
forêt
→ absorption importante.
eau
→ comportement dépendant notamment de l’angle solaire.
L’albédo constitue donc un paramètre important du bilan énergétique terrestre.
À l’échelle d’un jardin, les mêmes principes existent.
Un arbre, une pelouse sèche, un sol humide, une toiture claire ou une surface minérale ne possèdent pas les mêmes propriétés radiatives.
X. LES PÉRIODES CHAUDES DE L’HISTOIRE TERRESTRE
L’histoire de la Terre n’est pas seulement une histoire des glaciations.
Certaines périodes ont connu des climats beaucoup plus chauds qu’aujourd’hui.
Par exemple, durant certaines périodes du Mésozoïque, les températures globales étaient supérieures aux niveaux actuels et les calottes glaciaires étaient très réduites ou absentes pendant de longues périodes.
Les continents avaient également des configurations différentes.
La circulation océanique était différente.
La végétation était différente.
Les concentrations atmosphériques de CO₂ étaient souvent différentes.
Il n’existe donc pas un « climat normal » unique à l’échelle de la Terre.
XI. LES EXTINCTIONS MAJEURES
L’histoire de la Terre est ponctuée de plusieurs crises biologiques majeures.
Les cinq grandes crises généralement reconnues comprennent notamment :
- Ordovicien-Silurien ;
- Dévonien supérieur ;
- Permien-Trias ;
- Trias-Jurassique ;
- Crétacé-Paléogène.
Ces événements ont profondément transformé la biosphère.
XII. L’EXTINCTION PERMIEN-TRIAS
La crise Permien-Trias, il y a environ 252 millions d’années, constitue la plus importante extinction connue du registre fossile.
Elle est associée à des perturbations environnementales majeures, notamment liées à un volcanisme massif, à des changements climatiques et océaniques et à des perturbations du cycle du carbone.
Elle rappelle une réalité fondamentale :
le climat et la biosphère sont profondément interdépendants.
Une modification importante du climat peut transformer :
- les habitats ;
- les ressources ;
- les chaînes alimentaires ;
- les cycles biologiques ;
- les distributions géographiques.
XIII. L’EXPLOSION DE LA VIE TERRESTRE
Au cours du Paléozoïque, les végétaux ont progressivement colonisé les continents.
Les premières plantes terrestres ont évolué.
Puis sont apparues des plantes vasculaires.
Puis des forêts.
Les racines ont commencé à transformer les sols.
La végétation a modifié :
- l’érosion ;
- les cycles du carbone ;
- les flux d’eau ;
- la formation des sols ;
- les habitats.
L’apparition des plantes terrestres a donc profondément transformé le système climatique et hydrologique.
XIV. LES FORÊTS ET LE CLIMAT
Une forêt influence son environnement par plusieurs mécanismes :
- interception des précipitations ;
- évapotranspiration ;
- ombrage ;
- rugosité aérodynamique ;
- stockage de carbone ;
- modification des sols ;
- ralentissement du ruissellement.
À l’échelle locale, ces mécanismes créent des microclimats.
À l’échelle régionale, la végétation peut influencer les flux d’eau et d’énergie.
À l’échelle globale, les changements de végétation participent aux cycles biogéochimiques.
Cette continuité d’échelle est fondamentale pour la Vision Omakëya™.
XV. LE QUATERNAIRE : UNE TERRE QUI OSCILLE ENTRE GLACIATIONS ET INTERGLACIAIRES
Le Quaternaire, commencé il y a environ 2,58 millions d’années, est marqué par des cycles glaciaires-interglaciaires particulièrement importants.
Les calottes glaciaires se sont étendues puis ont reculé.
Les températures ont fluctué.
Le niveau marin a varié.
Les écosystèmes se sont déplacés.
Les espèces ont migré.
Les paysages ont été transformés.
XVI. LES CYCLES DE MILANKOVIĆ
Les variations orbitales de la Terre jouent un rôle important dans les cycles glaciaires du Quaternaire.
Trois paramètres principaux sont étudiés :
Excentricité
La forme de l’orbite terrestre varie.
Obliquité
L’inclinaison de l’axe terrestre varie.
Précession
L’orientation de l’axe de rotation change.
Ces variations modifient la distribution saisonnière et latitudinale de l’énergie solaire reçue par la Terre.
Elles peuvent agir comme des déclencheurs ou des modulateurs des grandes transitions glaciaires.
Mais elles interagissent avec des rétroactions :
- glace-albédo ;
- CO₂ ;
- océans ;
- végétation ;
- poussières.
Le climat est donc un système couplé, et non une simple réponse directe au rayonnement solaire.
XVII. LES INTERGLACIAIRES
Les périodes glaciaires ne sont pas continues.
Elles sont interrompues par des périodes plus chaudes :
les interglaciaires.
Nous vivons actuellement dans l’un d’entre eux :
l’Holocène.
Mais l’Holocène présente une particularité essentielle.
Il a fourni pendant plusieurs millénaires des conditions relativement stables à l’échelle de nombreuses sociétés humaines.
Cette stabilité climatique relative a constitué un contexte particulièrement favorable au développement de l’agriculture.
XVIII. L’HOLOCÈNE
L’Holocène commence conventionnellement il y a environ 11 700 ans.
Il correspond à l’époque géologique actuelle au sein du Quaternaire.
Au début de l’Holocène, les grandes calottes glaciaires issues de la dernière période glaciaire reculent.
Le climat se réchauffe.
Les écosystèmes se réorganisent.
Les forêts se développent dans de nombreuses régions.
Les populations humaines commencent progressivement à développer et diffuser l’agriculture.
XIX. L’AGRICULTURE ET LA STABILITÉ CLIMATIQUE
L’agriculture dépend fortement des conditions climatiques.
Elle nécessite notamment :
- eau ;
- température ;
- saisonnalité ;
- durée de croissance ;
- disponibilité lumineuse.
Une période relativement stable facilite la prévisibilité des cycles agricoles.
Les sociétés humaines ont donc construit leurs systèmes alimentaires dans un contexte climatique particulier.
Notre civilisation agricole est en partie une civilisation de la stabilité climatique.
Cette observation est essentielle.
Car si les conditions changent rapidement, les infrastructures agricoles héritées du passé peuvent devenir moins adaptées.
XX. L’HOLOCÈNE N’ÉTAIT POURTANT PAS UN CLIMAT IMMOBILE
Il serait faux de considérer l’Holocène comme une période parfaitement stable.
Il existe des variations climatiques régionales et globales.
Certaines périodes ont été plus chaudes.
D’autres plus froides.
Les régimes de précipitations ont évolué.
Les glaciers ont avancé ou reculé.
Les écosystèmes ont migré.
Les sociétés humaines ont dû s’adapter.
L’histoire climatique montre donc que :
la stabilité est toujours relative.
XXI. L’OPTIMUM CLIMATIQUE DE L’HOLOCÈNE
À différentes périodes de l’Holocène, certaines régions ont connu des conditions plus chaudes ou plus humides qu’aujourd’hui.
L’expression « optimum climatique de l’Holocène » désigne notamment une période durant laquelle de nombreuses régions de l’hémisphère Nord ont connu des températures estivales relativement élevées, particulièrement au début et au milieu de l’Holocène.
Il faut toutefois éviter de transformer cette notion en un réchauffement uniforme de toute la planète.
Les variations étaient régionales et saisonnières.
XXII. L’OPTIMUM MÉDIÉVAL
Entre environ les Xe et XIIIe siècles, certaines régions de l’hémisphère Nord ont connu une période de conditions relativement douces, souvent appelée :
période chaude médiévale
ou
optimum médiéval.
Cette période ne doit pas être interprétée comme un épisode de réchauffement global identique à celui observé aujourd’hui.
Les températures et les conditions climatiques variaient fortement selon les régions.
Cette distinction est essentielle.
Un phénomène régional ou saisonnier ne doit pas être confondu avec une moyenne planétaire.
XXIII. LE PETIT ÂGE GLACIAIRE
Entre approximativement le XIVᵉ et le XIXᵉ siècle, certaines régions de l’hémisphère Nord ont connu une période marquée par des températures relativement basses, particulièrement pendant certaines saisons.
Cette période est généralement appelée :
Petit Âge glaciaire.
Elle n’était pas une glaciation au sens géologique.
Elle correspondait à une période de refroidissement régional et temporel, influencée par plusieurs facteurs :
- activité solaire ;
- volcanisme ;
- dynamique océanique ;
- circulation atmosphérique ;
- rétroactions climatiques.
XXIV. LE CLIMAT MODERNE
À partir du XIXᵉ siècle, le système climatique entre dans une phase de transformation particulièrement rapide.
La révolution industrielle entraîne une augmentation considérable de la consommation :
- charbon ;
- pétrole ;
- gaz naturel.
Les concentrations atmosphériques de plusieurs gaz à effet de serre augmentent.
Parallèlement, les changements d’occupation des sols modifient :
- les forêts ;
- les cultures ;
- les zones humides ;
- les sols ;
- les surfaces urbaines.
XXV. 1850 : LE DÉBUT D’UNE NOUVELLE ÈRE DE MESURE
Le XIXᵉ siècle marque également le développement des réseaux météorologiques instrumentaux.
Les observations deviennent progressivement plus nombreuses.
Thermomètres.
Baromètres.
Pluviomètres.
Stations météorologiques.
Puis satellites.
Puis bouées océaniques.
Puis réseaux automatiques.
Puis capteurs connectés.
La connaissance climatique devient de plus en plus précise.
L’histoire du climat devient également une histoire de la mesure.
XXVI. DEPUIS 1850 : LE RÉCHAUFFEMENT CONTEMPORAIN
Depuis la fin du XIXᵉ siècle et particulièrement depuis la seconde moitié du XXᵉ siècle, la température moyenne mondiale augmente de manière nette.
Le réchauffement actuel est principalement lié à l’augmentation anthropique des concentrations de gaz à effet de serre.
Le signal est observé dans de multiples indicateurs :
- températures de l’air ;
- températures océaniques ;
- retrait des glaciers ;
- diminution des calottes glaciaires ;
- élévation du niveau marin ;
- diminution de la banquise arctique ;
- évolution de certains événements extrêmes.
Le système climatique ne se réchauffe pas uniformément.
Les continents et les océans évoluent différemment.
Les régions polaires présentent des changements particulièrement importants.
Les zones méditerranéennes sont confrontées à des enjeux importants liés à la chaleur et à l’eau.
XXVII. L’ANTHROPOCÈNE : UNE NOTION À MANIER AVEC PRÉCISION
Le terme :
Anthropocène
est utilisé pour désigner une période durant laquelle l’influence humaine sur les systèmes terrestres est devenue particulièrement importante.
L’idée est scientifiquement féconde.
Mais il faut distinguer :
- l’usage général du terme ;
- son statut dans la chronologie géologique officielle.
La proposition de formaliser l’Anthropocène comme époque géologique n’a pas été retenue par les instances compétentes de la chronologie géologique en 2024.
Cela ne signifie évidemment pas que l’influence humaine sur la planète soit contestée.
Elle est considérable.
Les sociétés humaines modifient :
- climat ;
- cycles de l’azote ;
- cycles du phosphore ;
- occupation des sols ;
- biodiversité ;
- hydrologie ;
- flux de carbone.
Même sans constituer une époque géologique officielle, l’idée d’Anthropocène décrit utilement l’ampleur du changement humain du système Terre.
XXVIII. LE SYSTÈME CLIMATIQUE CONTEMPORAIN
Le climat actuel résulte de l’interaction entre plusieurs composantes.
☀️ SOLEIL
↓
ATMOSPHÈRE
↙ ↓ ↘
OCÉANS GLACES TERRES
↘ ↓ ↙
BIOSPHÈRE
↓
SOLS
↓
CYCLE CARBONE
↕
ACTIVITÉS HUMAINESLes composantes sont couplées.
Modifier l’une d’elles peut provoquer des réactions en chaîne.
XXIX. LES RÉTROACTIONS CLIMATIQUES
Certaines rétroactions amplifient le changement.
Glace-albédo
Réchauffement → fonte → diminution de l’albédo → absorption accrue → réchauffement.
Vapeur d’eau
Réchauffement → augmentation potentielle de la vapeur d’eau atmosphérique → renforcement de l’effet de serre.
Sols et végétation
Sécheresse → dépérissement → modification de l’évapotranspiration et du stockage du carbone → modifications supplémentaires du système.
D’autres rétroactions peuvent amortir certains changements.
Le climat constitue donc un système complexe.
XXX. LE CLIMAT DU XXIᵉ SIÈCLE
Le XXIᵉ siècle ne possède pas un climat unique.
Il dépendra notamment de l’évolution future des émissions de gaz à effet de serre.
Les projections climatiques sont donc construites à partir de différents scénarios.
Selon les trajectoires d’émissions, les différences deviennent progressivement importantes.
Elles concernent notamment :
- température ;
- précipitations ;
- sécheresses ;
- extrêmes chauds ;
- extrêmes humides ;
- niveau marin ;
- cryosphère.
XXXI. LES SCÉNARIOS CLIMATIQUES
Les modèles climatiques utilisent notamment les trajectoires d’émissions et de concentrations décrites dans les cadres du GIEC, notamment les scénarios SSP.
Ils permettent d’explorer différents futurs.
Il ne s’agit pas de prédire exactement l’année 2100.
Il s’agit d’examiner :
ce qui pourrait arriver selon différentes trajectoires socio-économiques et d’émissions.
Cette distinction est essentielle.
XXXII. JUSQU’À 2100
À l’horizon 2100, les différences entre scénarios peuvent devenir considérables.
Les risques augmentent généralement avec le niveau de réchauffement.
Pour l’agriculture et les écosystèmes, cela signifie notamment :
- saisons végétatives modifiées ;
- besoins en eau modifiés ;
- stress thermique accru ;
- déplacement des aires climatiques ;
- évolution des ravageurs ;
- évolution des maladies ;
- risques de dépérissement ;
- modification des rendements.
Le jardin du futur doit donc être pensé comme un système évolutif.
XXXIII. AU-DELÀ DE 2100 : LE CLIMAT JUSQU’À 2300
Les projections jusqu’en 2300 sont particulièrement intéressantes pour l’ingénierie écologique car elles permettent de réfléchir à des systèmes dont la durée de vie dépasse largement un siècle.
Les scénarios de très long terme montrent que le climat futur dépend fortement de l’accumulation du CO₂ et de l’évolution des émissions.
Certains scénarios de faibles émissions conduisent à une stabilisation relative du réchauffement.
Des scénarios de très fortes émissions conduisent à un réchauffement beaucoup plus important et durable.
Après 2100, la réponse du climat n’est pas simplement terminée.
Certains composants du système Terre possèdent une très grande inertie.
Les océans continuent d’absorber et de redistribuer de la chaleur.
Les calottes glaciaires réagissent sur des échelles de temps longues.
Le niveau marin continue de répondre au réchauffement pendant des siècles.
Le cycle du carbone continue d’évoluer.
XXXIV. POURQUOI 2300 EST UNE ÉCHELLE INTÉRESSANTE POUR OMAKËYA™
Un arbre planté aujourd’hui peut être vivant en 2100.
Une forêt plantée aujourd’hui peut être encore plus intéressante en 2126.
Un bassin versant restauré peut fonctionner pendant des siècles.
Une ville construite aujourd’hui peut exister en 2300.
Un patrimoine végétal peut traverser plusieurs générations.
La question devient donc :
Pourquoi concevoir uniquement pour le climat actuel ?
La Vision Omakëya™ propose une autre approche :
CLIMAT ACTUEL
↓
CLIMAT 2050
↓
CLIMAT 2100
↓
CLIMAT 2150
↓
CLIMAT 2200
↓
CLIMAT 2300La conception doit pouvoir évoluer entre ces différents horizons.
XXXV. L’INERTIE DU SYSTÈME TERRE
L’un des concepts les plus importants pour comprendre les projections à long terme est celui d’inertie.
Un système climatique ne répond pas instantanément à une perturbation.
Les océans possèdent une énorme capacité thermique.
Les glaces évoluent lentement.
Les sols et la biosphère échangent du carbone selon des temporalités multiples.
Les calottes glaciaires possèdent une inertie particulièrement importante.
Ainsi :
le climat futur dépend en partie des perturbations passées.
Cette notion d’héritage climatique doit être intégrée à toute réflexion prospective.
XXXVI. L’AGROCLIMATOLOGIE ENTRE DANS LE TEMPS LONG
L’agriculture raisonne souvent :
- à la saison ;
- à l’année ;
- à la rotation culturale.
L’agroclimatologie doit également raisonner :
- à la décennie ;
- au demi-siècle ;
- au siècle.
L’écologie ajoute encore une autre dimension :
- succession végétale ;
- évolution des sols ;
- migration des espèces ;
- maturation des forêts.
La conception Omakëya™ ajoute finalement :
le temps long du paysage.
XXXVII. L’ARBRE COMME ARCHIVE CLIMATIQUE
Les arbres eux-mêmes peuvent conserver des informations sur les conditions environnementales passées.
Les cernes peuvent fournir des informations sur :
- croissance ;
- sécheresse ;
- températures indirectement ;
- disponibilité en eau ;
- événements extrêmes.
La dendrochronologie permet ainsi de reconstruire certaines variations climatiques passées.
Un arbre peut donc être :
- une machine biologique ;
- une infrastructure écologique ;
- une réserve de carbone ;
- un acteur climatique ;
- une archive environnementale.
XXXVIII. LES GLACES COMME ARCHIVES ATMOSPHÉRIQUES
Les carottes de glace permettent également d’étudier les climats passés.
Des bulles d’air anciennes peuvent conserver des informations sur la composition de l’atmosphère.
Les isotopes permettent d’obtenir des informations sur les conditions climatiques passées.
Ces archives montrent notamment que le système climatique a connu d’importantes variations naturelles.
Elles permettent également de replacer le changement actuel dans une perspective beaucoup plus longue.
XXXIX. LES SÉDIMENTS COMME MÉMOIRE DU CLIMAT
Les sédiments marins et lacustres peuvent également conserver des traces du passé :
- pollen ;
- poussières ;
- organismes ;
- isotopes ;
- matières organiques.
Ils permettent de reconstruire des environnements anciens.
La Terre possède donc de nombreuses archives naturelles.
Le climat laisse des traces.
XL. CE QUE L’HISTOIRE CLIMATIQUE NOUS APPREND
L’histoire climatique révèle plusieurs principes fondamentaux.
1. Le climat change naturellement.
2. Les changements peuvent être très importants.
3. Les océans jouent un rôle majeur.
4. La composition atmosphérique est déterminante.
5. La glace possède des rétroactions puissantes.
6. La végétation participe au système climatique.
7. Les cycles du carbone sont fondamentaux.
8. Les écosystèmes réagissent aux changements climatiques.
9. Les espèces migrent lorsque les conditions changent.
10. Les changements rapides peuvent accroître les difficultés d’adaptation.
XLI. LA GRANDE LEÇON POUR L’AGROCLIMATOLOGIE
La principale leçon n’est pas :
« le climat a toujours changé ».
Cette phrase, bien que vraie, serait insuffisante.
La question scientifique pertinente est :
À quelle vitesse le climat change-t-il, pourquoi change-t-il et comment les systèmes vivants peuvent-ils s’adapter ?
La vitesse est essentielle.
Une espèce peut parfois migrer sur plusieurs siècles ou millénaires.
Une forêt peut évoluer progressivement.
Une agriculture peut modifier ses variétés.
Mais un changement rapide peut créer un décalage entre :
climat
et
adaptation biologique.
Ce décalage constitue l’un des enjeux majeurs de l’agroclimatologie contemporaine.
XLII. LA VISION OMAKËYA™ : PASSER DE L’ADAPTATION À LA CONCEPTION
La réponse Omakëya™ ne consiste pas à rechercher une plante « magique » capable de supporter tous les climats.
Elle consiste à concevoir des systèmes diversifiés.
Un système peut combiner :
- espèces différentes ;
- profondeurs racinaires différentes ;
- strates végétales ;
- réserves d’eau ;
- zones humides ;
- ombrage ;
- haies ;
- arbres ;
- sols vivants ;
- microclimats.
Ainsi, si une espèce souffre :
une autre peut maintenir une fonction.
Si une année est sèche :
les réserves hydriques peuvent amortir le déficit.
Si une canicule survient :
l’ombrage et l’évapotranspiration peuvent contribuer au refroidissement.
Si une maladie apparaît :
la diversité peut réduire certains risques systémiques.
La résilience vient alors moins de la résistance absolue que de la diversité des stratégies.
XLIII. LE JARDIN COMME PETIT SYSTÈME CLIMATIQUE
Cette vision permet de revisiter complètement la conception d’un jardin.
Un jardin peut être conçu pour :
- capter l’eau ;
- ralentir le ruissellement ;
- infiltrer ;
- stocker ;
- ombrer ;
- évapotranspirer ;
- protéger le sol ;
- favoriser la biodiversité ;
- produire de la nourriture ;
- réduire les températures locales ;
- créer des refuges climatiques.
On ne plante donc plus simplement des espèces.
On construit des relations entre des processus.
XLIV. DU CLIMAT GLOBAL AU JARDIN
La chaîne peut être représentée ainsi :
CLIMAT PLANÉTAIRE
↓
CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE
↓
CLIMAT RÉGIONAL
↓
TOPOGRAPHIE
↓
MICROCLIMAT
↓
SOL + EAU
↓
VÉGÉTATION
↓
ORGANISMES
↓
PRODUCTION
↓
SOCIÉTÉChaque niveau influence les autres.
C’est précisément cette continuité qui donne son sens à l’agroclimatologie.
XLV. LE FUTUR : UNE PLANÈTE À PLUSIEURS CLIMATS
Au cours du XXIᵉ siècle et au-delà, les régions ne vont pas évoluer de manière identique.
Certaines pourraient devenir :
- plus chaudes ;
- plus sèches ;
- plus humides ;
- plus variables.
Certaines zones agricoles pourraient connaître un allongement de leur saison de croissance tout en étant confrontées à davantage de stress thermique.
D’autres pourraient voir diminuer leur disponibilité en eau.
Certaines espèces pourront migrer.
D’autres auront davantage de difficultés à suivre rapidement le déplacement de leurs conditions climatiques favorables.
Le futur sera donc constitué de nombreuses trajectoires régionales.
XLVI. L’AGROCLIMATOLOGIE COMME SCIENCE DE L’ADAPTATION
La question fondamentale devient :
Quelles plantes pour quel climat futur ?
Mais aussi :
Quel sol pour quelle disponibilité en eau ?
Quelle architecture végétale pour quelle température ?
Quelle irrigation pour quel scénario climatique ?
Quelle forêt pour quel territoire ?
Quelle agriculture pour quelle ressource hydrique ?
Quel paysage pour quelle température future ?
Quel bâtiment pour quel microclimat ?
Ces questions constituent le cœur opérationnel de la Vision Omakëya™.
XLVII. UNE NOUVELLE ÉCHELLE : LE PAYSAGE ADAPTATIF
La conception traditionnelle cherche souvent à créer un paysage stable.
La Vision Omakëya™ propose de concevoir :
un paysage capable d’évoluer.
Cela signifie :
- espèces diversifiées ;
- plantations successives ;
- régénération naturelle ;
- remplacement progressif ;
- réservoir génétique ;
- zones refuges ;
- continuités écologiques ;
- gestion adaptative de l’eau.
Le paysage devient une infrastructure évolutive.
XLVIII. CONCEVOIR POUR L’INCERTITUDE
Les projections climatiques ne donnent pas un futur unique.
Elles donnent des futurs possibles.
La bonne stratégie consiste donc à éviter les conceptions extrêmement dépendantes d’un seul scénario.
Il faut privilégier :
- robustesse ;
- diversité ;
- modularité ;
- redondance ;
- réversibilité ;
- capacité d’adaptation.
La résilience est aussi une stratégie face à l’incertitude.
XLIX. L’HISTOIRE CLIMATIQUE COMME OUTIL DE CONCEPTION
L’histoire de la Terre ne fournit pas directement les plans du jardin de demain.
Elle fournit quelque chose de plus précieux :
une compréhension des mécanismes.
Elle montre que :
- l’atmosphère évolue ;
- les océans stockent de la chaleur ;
- les glaces amplifient certaines variations ;
- le carbone circule ;
- les plantes transforment l’atmosphère ;
- les écosystèmes migrent ;
- les espèces s’adaptent ;
- les systèmes complexes peuvent changer d’état.
Cette connaissance permet de concevoir avec davantage de prudence.
L. DE 4,54 MILLIARDS D’ANNÉES À 2300
L’histoire climatique de la Terre est immense.
Elle commence avec une planète chaude et instable.
Elle voit apparaître les océans.
Puis la vie.
Puis l’oxygène.
Puis les forêts.
Puis les glaciations.
Puis les interglaciaires.
Puis les grandes civilisations humaines.
Et aujourd’hui, elle entre dans une nouvelle phase de transformation rapide du système climatique sous l’influence majeure des activités humaines.
Cette histoire nous rappelle une vérité fondamentale :
la Terre n’est pas immobile.
Son climat change.
Ses océans changent.
Ses glaces changent.
Ses sols changent.
Sa végétation change.
Ses espèces changent.
Et les sociétés humaines doivent évoluer avec elle.
Pour l’Agroclimatologie, cette réalité impose une nouvelle manière de concevoir.
Nous ne pouvons plus seulement demander :
« Quelle plante fonctionne ici aujourd’hui ? »
Nous devons demander :
« Quel système végétal pourra fonctionner ici pendant les prochaines décennies ? »
Nous ne devons plus seulement demander :
« Combien d’eau faut-il apporter ? »
Mais :
« Comment concevoir le paysage pour que l’eau de pluie soit captée, infiltrée, stockée, redistribuée et utilisée avec la plus grande efficacité possible ? »
Nous ne devons plus seulement demander :
« Comment protéger le jardin de la chaleur ? »
Mais :
« Comment construire un microclimat capable d’amortir les extrêmes thermiques ? »
Et nous ne devons plus seulement penser à l’année prochaine.
Nous devons penser :
2030
2050
2100
et, pour certaines infrastructures et certains écosystèmes :
2200
2300.
La grande leçon Omakëya™
L’histoire climatique de la Terre nous enseigne finalement que la résilience n’est jamais synonyme d’immobilité.
La résilience est la capacité à :
changer
sans
s’effondrer.
C’est précisément ce que doivent devenir les paysages du futur.
Des jardins capables d’évoluer.
Des vergers capables de s’adapter.
Des forêts capables de se régénérer.
Des fermes capables de modifier leurs productions.
Des villes capables de créer leurs propres refuges climatiques.
Des territoires capables de retenir l’eau.
Des écosystèmes capables de maintenir leurs fonctions malgré les perturbations.
La Vision Omakëya™ ne cherche donc pas à recréer le climat du passé.
Elle cherche à comprendre son histoire pour construire des systèmes capables d’accompagner le climat de demain.
Du premier océan aux projections de 2300, une même idée demeure :
le climat est un système dynamique.
Et si le climat est dynamique,
nos jardins, nos fermes, nos villes et nos territoires doivent eux aussi devenir dynamiques.
C’est là que commence véritablement l’Agroclimatologie du XXIᵉ siècle.
- TOME « SUPP » AGROCLIMATOLOGIE : pour aller plus loin …
- TOME 15 AGROCLIMATOLOGIE : Le Grand Traité de l’Agroclimatologie
- TOME 14 AGROCLIMATOLOGIE : Économie, Gouvernance et Transition Écologique
- TOME 13 AGROCLIMATOLOGIE ! Les Retours d’Expérience
- TOME 12 AGROCLIMATOLOGIE : Mesurer, Diagnostiquer et Piloter les Écosystèmes
- TOME 11 AGROCLIMATOLOGIE ; Les Territoires Résilients
- TOME 10 AGROCLIMATOLOGIE : Modélisation, Simulation et Intelligence Artificielle
- TOME 9 AGROCLIMATOLOGIE : Concevoir les Jardins, Vergers et Fermes Résilients
- TOME 8 AGROCLIMATOLOGIE : Les Plantes du Climat de Demain
- TOME 7 AGROCLIMATOLOGIE : Les Sols Vivants et l’Hydrologie Régénérative
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 6 – Les applications : mise en œuvre de la méthode Omakëya™ à toutes les échelles, du balcon au territoire.
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 5 – L’Ingénierie des Écosystèmes
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 4 – Les Fondements Scientifiques de l’Agroclimatologie (un peu plus loin !)
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 3 – Les Applications de la Vision Omakëya™
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 2 – L’Ingénierie des Écosystèmes Résilients
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 1 – Les fondements scientifiques (initial)
- AGROCLIMATOLOGIE : De la biologie des sols à l’intelligence artificielle, comprendre, concevoir et faire évoluer les jardins, vergers, fermes et paysages capables de résister au climat du futur.
