Ce chapitre sera un peu plus détaillé car la matière historique est ici plus importante. Le lecteur pressé pourra sauter directement au paragraphe sur l'impact politique de ces recherches. Si je mets des détails ici, c'est parce que les avancées scientifiques sur le climat faites entre 1945 et environ1965 ont été établies dans des projets ne visant pas à étudier la dynamique du climat. Cela donne aussi une valeur à ce tournant. Les professionnels payés pour d'autres tâches ont vu de plus en plus d'évidences qui remettaient en avant certaines idées oubliées. Pour en venir à se concentrer sur une tâche qui n'était pas la leur, il faut de solides raisons !
Après la guerre, le réchauffement du climat dû à l'augmentation du CO2 n'était pas dans les priorités scientifiques. Le fait que le CO2 devait se dissoudre dans la masse de l'océan rassurait tout le monde. Toutefois, si depuis les années 1930' on comprenait les réactions chimiques qui se produisaient dans l'eau de mer, notamment le lien avec l'acidité, certaines subtilités ainsi que le mélange global des eaux restaient inconnus et toutes les tentatives de calcul du temps de résidence du CO2 dans l'air restaient approximatives. Bref, dans une pensée plutôt linéaire par nécessité, la masse des eaux contre les quelques centaines de ppm[3] contenus dans l'air n'intéressait pas grand monde.
Dans les années 1950 on est en pleine guerre froide. Les USA (en tous cas eux et probablement en premier!) voulurent être capable de mieux mesurer … le taux de radioactivité. Non pas pour protéger l'environnement, mais pour détecter les explosions nucléaires. On était dans l'ère des essais dans l'atmosphère[1]. Des laboratoires de recherches militaires furent mis à contribution, ainsi que les scientifiques. Ce travail concernait, entre autres, la chimie isotopique et entre autres celle du carbone. A Chicago, le groupe de Willard F. Libby avait commencé à utiliser le C14 pour dater les matériaux archéologiques. La technique était balbutiante, mais les besoins de l'U.S. Air Force pour une mesure de très faibles quantités arriva à point nommé afin d'accélérer la science. Libby lui-même le reconnu : "l'Air Force n'avait qu'un intérêt négligeable pour la datation des momies égyptiennes, mais elle se préoccupait beaucoup des mesures difficiles [de très faible niveau] de radioactivité" (cité par Spencer Weart, 2019).
Un des membres du groupe de Chicago, Hans Suess, découvrit comment les vieux arbres pouvaient être contaminés par l'isotope stable du carbone C13. On allait pouvoir appliquer le même raisonnement pour comprendre la dissolution du CO2 dans l'océan et par là même mieux comprendre la circulation océanique. Libby et Suess étaient chimistes et intéressés par l'archéologie.
Par le jeu du fonctionnement de la science, de la publication d'articles et de la revue des projets de financement scientifique, intervient alors un troisième personnage : Roger R. D. Revelle. Revelle est océanographe et dirige le l'institut d'Océanographie Scripp en Californie. Sorti de la guerre avec le grade de commandant (avec des activités dans la recherche), Revelle avait des liens étroits avec l'Office de la Recherche Navale de l'U.S. Navy (ONR). Lors des essais nucléaires dans le Pacifique Revelle a pu compter sur une équipe de 80 personnes, pour s'intéresser à la chimie de l'océan é la suite des retombées radioactives. A l'époque on était aussi intéressé à mettre les déchets radioactifs au fond de l'océan. En 1955 la Navy fit exploser une bombe sous la surface. L'année précédente, l'équipage d'un bateau japonais avait été irradié sévèrement. Les Etats Unis marchaient sur des œufs. En 1955 donc, l'équipe de Revelle reprit ces mesures lors de l'essai sous-marin. La radioactivité s'était répandue sur des centaines de kilomètres carrés … mais sur une épaisseur de seulement 1 mètre. Revelle en conclut que "[les éléments chimiques] radioactifs allaient rester là pour plusieurs années, mais dilué seulement dans un volume d'eau de de seulement 1/50 à 1/100 du volume de l'océan" (cité par Spencer Weart, 2019).
Revelle avait entendu parler, entre autres, des recherches de Callendar. Il comprit assez rapidement que, puisque le mélange océanique était très faible et que seule la couche supérieure était concernée par les échanges avec l'atmosphère, et l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère "qu'il était possible qu'il puisse y avoir des effets importants et peut-être dommageables dès la fin du XXe siècle (cité par Spencer Weart, 2019). Cet avis sortit du cercle purement scientifique et fut publié dans le Washington Post en mars 1956.
Toutes les données sur la dynamique des réactions chimiques eau-carbonates étaient connues, une à une, depuis les années 1930. Toutefois leur combinaison en cascade dans l'océan n'avait pas été étudiée. La dynamique chimique de l'eau de mer change lorsque qu'on ajoute des molécules de CO2. Du coup, oui le CO2 de l'atmosphère est rapidement absorbé par l'océan, mais la chimie de l'eau de mer va rapidement aussi les retourner à l'atmosphère. Il y avait encore des incertitudes dans les calculs liés à la capture par la biomasse, mais l'image globale était là : 80% du CO2 restait dans l'atmosphère, à l'image de la petite augmentation observée par Callendar. A ce rythme-là, Revelle et Suess concluent que dans les décennies (suivant 1957) "une augmentation de 20 à 40% du CO2 atmosphérique pouvait être anticipée" (Revelle et Suess, 1957)[2].
Point important : les prévisions de Revelle et Suess se basaient sur une augmentation linéaire de la population qui rejetait du CO2 dans l'atmosphère. En fait, comme l'avait déjà mis en avant en 1954 par le géochimiste et activiste Harrison Brown la croissance démographique était exponentielle mais, ces estimations étaient en dessous de ce qui s'est réellement passé (Brown, 1954). Aujourd'hui, les choix et l'évolution de la société (démographie mais aussi choix stratégiques, industriels, économiques, etc.) restent une grande incertitude sur les prévisions. Pour en tenir compte, le GIEC propose plusieurs scénarii, comme prendre des mesures pour limiter le taux de CO2,ou continuer comme maintenant à ne rien faire. Le National Centre for Climate Services, l'instance Suisse sur les changements climatiques offre de nombreuses ressources, entre autres une grille de lecture pour comprendre comment l'affirmation d'un seul chiffre sur le climat futur ne veut rien dire et pourrait permettre à certains de biaiser le discours. Un résumé de cet "outil" se trouve ici.
Vers une quantification absolue
[1] Dès que les satellites furent disponibles on les utilisa pour détecter entre autre, le "double-flash" typique des explosions nucléaires. C'est ainsi que le 22 septembre 1979, à 00:53 UTC on détecta un de ces flashs dans l'Atlantique Sud. On l'appelle incident Vela (du nom du satellite). On ne sait toujours pas aujourd'hui toujours pas qui a fait exploser cette bombe !
[2] En 1959, deux suédois, Bert Bolin et Erik Eriksson ont clairement expliqué le principe de tampon de l'eau de mer et ces implications sur le climat (Bolin and Eriksson, 1959). De façon étrange le fichier pdf de leur article référencé dans la National Science Digital Library, une institution américaine, a disparu. On peut toujours le télécharger en mars 2019 ici.
[3] ppm partie par million, c’est-à-dire un millionième, soit une concentration de 1mg/kg