Des scientifiques simulent l'emballement de l'effet de serre sur une planète

Dans un tel scénario, une planète peut évoluer d’un état tempéré semblable à la Terre à un véritable enfer, avec une surface à plus de 1000 degrés. En cause, la vapeur d’eau, gaz à effet de serre naturel. Celle-ci empêche le rayonnement solaire absorbé par la Terre d’être réémis vers le vide spatial, sous forme de rayonnement thermique.

"Il existe un seuil critique pour cette quantité de vapeur d’eau au-delà duquel la planète ne peut plus refroidir. À partir de là, tout s’emballe, jusqu’à ce que les océans finissent par s’évaporer totalement et que la température atteigne plusieurs centaines de degrés", explique Guillaume Chaverot, ancien chercheur post-doctorant à l’Université de Genève (UNIGE) et auteur principal de l’étude.

"C’est la première fois qu’une équipe étudie la transition en elle-même avec un modèle 3D de climat global, et s’intéresse à la façon dont le climat et l’atmosphère évoluent durant ce processus", souligne Martin Turbet, chercheur dans les laboratoires CNRS de Paris et Bordeaux, et co-auteur de l’étude, cité lundi dans un communiqué de l'UNIGE.

Modification de l'atmosphère

"Dès le début de la transition, on peut voir que des nuages très denses se développent dans la haute atmosphère. Cette dernière ne présente d’ailleurs plus l’inversion de température typique de l’atmosphère terrestre et séparant ses deux couches principales: la troposphère et la stratosphère", indique Guillaume Chaverot.

Cette découverte est un élément central pour l’étude du climat sur d’autres planètes, en particulier sur les exoplanètes. "Grâce à de précédentes études, nous soupçonnions déjà un tel seuil de vapeur d’eau critique, mais la formation du motif de nuages est une vraie surprise", s’enthousiasme Émeline Bolmont, directrice du Centre pour la Vie dans l’Univers de l’UNIGE et co-auteure de l’étude.

"Nous avons étudié en parallèle comment ce motif pourrait créer une empreinte spécifique détectable lors de l’observation des atmosphères exoplanétaires. La prochaine génération d’instruments devrait être à même de la détecter", précise Martin Turbet.

Un équilibre fragile

Les scientifiques ont calculé qu’un accroissement infime de la luminosité du Soleil conduisant à une augmentation de seulement quelques dizaines de degrés de la température moyenne terrestre pourrait être suffisant pour enclencher ce processus irréversible sur Terre et rendre celle-ci aussi inhospitalière que Vénus, par exemple.

Dans l’hypothèse où ce processus d’emballement s’enclencherait, une évaporation de seulement 10 mètres de la surface des océans résulterait en une augmentation de la pression atmosphérique au sol d’1 bar, selon ces travaux publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

"En quelques centaines d’années, nous atteindrions une température de plus de 500°C au sol. Plus tard, nous atteindrions même jusqu’à 273 bars de pression et plus de 1500°C, lorsque la totalité des océans finirait par être évaporée", conclut Guillaume Chaverot.

ats/ther