La Terre est un magnifique issue bleu et vert recouvert d’océans et de vie, tandis que Vénus est une sphère jaunâtre et stérile, non seulement inhospitalière mais également stérile. Cependant, la différence de température entre les deux ne se limite qu’à quelques degrés. Une équipe d’astronomes de l’Université de Genève (UNIGE), avec le soutien des laboratoires du CNRS de Paris et de Bordeaux, a réalisé une première mondiale en parvenant à simuler l’intégralité du processus d’effet de serre incontrôlable qui peut transformer le climat d’une planète de idyllique et parfait pour la vie, dans un endroit furthermore que dur et hostile. Les scientifiques ont également démontré que dès les premières étapes du processus, la construction atmosphérique et la couverture nuageuse subissent des changements importants, conduisant à un effet de serre incontrôlable et très difficile à inverser. Sur Terre, une augmentation de la température moyenne globale de quelques dizaines de degrés seulement, consécutive à une légère augmentation de la luminosité du Soleil, suffirait à initier ce phénomène et à rendre notre planète habitable. Ces résultats sont publiés dans Astronomy & Astrophysics.
- Des astronomes simulent l'effet de serre sur les exoplanètes, montrant comment une planète habitable peut se transformer en enfer
- Un emballement de l'effet de serre dû à la vapeur d'eau peut rendre une planète inhospitalière et stérile, avec des températures extrêmes
- Cette découverte a des implications sur la recherche de vie ailleurs dans l'univers et souligne l'importance de limiter le réchauffement climatique sur Terre
L’idée d’un emballement de l’effet de serre n’est pas nouvelle. Dans ce scénario, une planète peut évoluer d’un état tempéré comme sur Terre à un véritable enfer, avec des températures de surface supérieures à 1 000°C. La cause? La vapeur d’eau, un gaz à effet de serre naturel. La vapeur d’eau empêche le rayonnement solaire absorbé par la Terre d’être réémis vers le vide de l’espace, sous forme de rayonnement thermique. Il retient la chaleur un peu comme une couverture de sauvetage. Un soupçon d’effet de serre est utile : sans lui, la température moyenne de la Terre serait inférieure au position de congélation de l’eau, ressemblant à une boule recouverte de glace et hostile à la vie.
A l’inverse, un effet de serre trop critical augmente l’évaporation des océans, et donc la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère. « Il existe un seuil critique pour cette quantité de vapeur d’eau, au-delà duquel la planète ne peut furthermore se refroidir. A partir de là, tout s’emballe jusqu’à ce que les océans finissent par s’évaporer complètement et que la température atteigne plusieurs centaines de degrés », explique Guillaume Chaverot, ancien chercheur postdoctoral au Département d’astronomie de la Faculté des sciences de l’UNIGE et auteur principal de l’étude.
Première mondiale
« Jusqu’à présent, d’autres études clés en climatologie se sont concentrées uniquement soit sur l’état tempéré avant l’emballement, soit sur l’état habitable après l’emballement », révèle Martin Turbet, chercheur aux laboratoires CNRS de Paris et Bordeaux, et co-auteur de l’étude. étude. « C’est la première fois qu’une équipe étudie la changeover elle-même avec un modèle climatique world en 3D et vérifie comment le climat et l’atmosphère évoluent au cours de ce processus. »
L’un des points clés de l’étude décrit l’apparition d’une configuration nuageuse très particulière, augmentant l’effet d’emballement et rendant le processus irréversible. « Dès le début de la transition, on peut observer des nuages très denses se développer dans la haute atmosphère. En effet, cette dernière ne présente in addition l’inversion de température caractéristique de l’atmosphère terrestre et séparant ses deux couches principales : la troposphère et la stratosphère. La framework de l’atmosphère est profondément altérée », souligne Guillaume Chaverot.
De graves conséquences pour la recherche de la vie ailleurs
Cette découverte constitue un élément clé pour l’étude du climat sur d’autres planètes, et en particulier sur les exoplanètes, planètes en orbite autour d’autres étoiles que le Soleil. « En étudiant le climat d’autres planètes, l’une de nos furthermore fortes motivations est de déterminer leur potentiel à accueillir la vie », indique Émeline Bolmont, professeure adjointe et directrice du Centre de la vie dans l’univers (LUC) de l’UNIGE et co-auteure de l’ouvrage. étude.
Le LUC mène des projets de recherche interdisciplinaires de pointe sur les origines de la vie sur Terre et la quête de la vie ailleurs dans notre système solaire et au-delà, dans les systèmes exoplanétaires. « Après les études précédentes, nous soupçonnions déjà l’existence d’un seuil de vapeur d’eau, mais l’apparition de cette configuration nuageuse est une véritable shock ! » révèle Émeline Bolmont. « Nous avons également étudié en parallèle remark cette configuration nuageuse pourrait créer une signature spécifique, ou « empreinte digitale », détectable lors de l’observation des atmosphères d’exoplanètes. La prochaine génération d’instruments devrait être able de la détecter », dévoile Martin Turbet. L’équipe ne compte pas non additionally s’arrêter là, Guillaume Chaverot ayant reçu une bourse de recherche pour poursuivre cette étude à l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG). Cette nouvelle étape du projet de recherche se concentrera sur le cas spécifique de la Terre.
Une planète Terre en équilibre fragile
Avec leurs nouveaux modèles climatiques, les scientifiques ont calculé qu’une très faible augmentation de l’irradiation solaire — conduisant à une augmentation de la température globale de la Terre, de quelques dizaines de degrés seulement — suffirait à déclencher ce processus d’emballement irréversible sur Terre et rendre notre planète aussi inhospitalière que Vénus. L’un des objectifs climatiques actuels est de limiter le réchauffement climatique sur Terre, induit par les gaz à effet de serre, à seulement 1,5 degré d’ici 2050. L’une des inquiries de la bourse de recherche de Guillaume Chaverot est de déterminer si les gaz à effet de serre peuvent déclencher le processus d’emballement en légère augmentation. de la luminosité du Soleil pourrait faire l’affaire. Si tel est le cas, la prochaine dilemma sera de déterminer si les températures seuils sont les mêmes pour les deux procédés.
La Terre n’est donc pas si loin de ce scénario apocalyptique. « En supposant que ce processus incontrôlable se déclenche sur Terre, une évaporation de seulement 10 mètres de la surface area des océans entraînerait une augmentation de 1 bar de la pression atmosphérique au niveau du sol. En quelques centaines d’années seulement, nous atteindrions une température au sol de plus de 500°C. In addition tard, on atteindrait même 273 bars de pression de surface et additionally de 1 500°C, alors que tous les océans finiraient par s’évaporer totalement », conclut Guillaume Chaverot.
