1894-1896, La Suède découvre l’effet de serre

Le jeune suédoise Greta Thunberg est aujourd’hui l’image emblématique de la lutte contre le réchauffement climatique. Comme on va le voir, c’est déjà à la Suède qu’on doit les premières évidences de l’impact des gaz à effet de serre sur le climat et c’était au XIXe siècle…

Retour deux articles de deux scientifiques suédois évoquant pour la première fois l’impact des industries sur l’atmosphère.

Nous avons vu dans le précédent article que John Tyndall avait mis en évidence le pouvoir absorbant de certaines molécules dans l’atmosphère dont l’eau et le dioxyde de carbone. Un lien avec un changement de climat est esquissé mais l’impact de l’Homme sur le climat n’est pas fait. Il faut alors se rendre en Suède pour faire la connaissance de deux chimistes : Arvid Högbom et Svante Arrhenius, prix Nobel de chimie 1903, qui vont mettre en évidence l’effet de serre d’origine anthropique.

Arvid Gustaf Högbom, devient professeur de minéralogie et de géologie en 1895 à l’université de Stockholm et professeur de minéralogie et de géologie en 1896-1922 à l’université d’Uppsala.[1] Si on en croit la page Wikipédia en suédois sur Högbom, il a publié un grand nombre d’ouvrages à contenu géologique, géographique, chimique et météorologique.

Högbom évoque l’impact industriel sur l’atmosphère

Dans un article publié en 1894[2] qu’on pourrait traduire par « À propos de la probabilité de changements séculaires de teneur en carbone atmosphérique », Högbom se pose la question du cycle de carbone et des échanges entre l’atmosphère et les roches comme le calcaire. A partir de la concentration en dioxyde de carbone dans l’atmosphère, il estime que si tout le carbone se transforme en calcaire (dépôts de carbonate), il y aurait de quoi couvrir la surface du globe sur 1 mm d’épaisseur. La production annuelle de charbon à cette époque atteint 500 millions de tonnes. La couche calcaire déposée à la surface du globe résultant de la même opération que précédemment serait ainsi de 0,003mm. Ce chiffre en apparence négligeable par rapport à la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère fait tout de même écrire au chimiste suédois que l’impact industriel sur la concentration en CO₂ dans l’atmosphère n’a jamais été évalué.

De plus, il fait remarquer qu’une grande quantité du dioxyde de carbone dégagée au cours de l’histoire de la planète a été stockée par les plantes et les roches sédimentaires de sorte que la combustion des énergies fossiles libère une grande quantité de dioxyde de carbone dans une atmosphère où la concentration en CO₂ a toujours été en équilibre avec les puits naturels tels que les océans ou les végétaux. Dans son bilan, l’auteur n’oublie pas de discuter d’une autre source de carbone : le volcanisme ou des processus d’assimilation comme les réactions de dissolution du dioxyde de carbone dans l’eau jusqu’à saturation et formation des dépôts calcaires, mais si sur des temps géologique, la Terre a toujours pu absorber le dioxyde de carbone dégagé, il fait remarquer que l’industrie produit des quantités telles que la Terre ne peut tout absorber rapidement.

Reste à faire le lien avec l’augmentation globale des températures, ce que va faire Svante Arrhenius deux ans plus tard en 1896.

Arrhenius et l’effet de serre

Svante Arrhenius est un chimiste à la notoriété mondiale qui touche à tous les domaine de la chimie.

Dans un article publié en 1896 « De l’influence de l’acide carbonique dans l’air sur la température au sol »[3] Arrhenius effectue un calcul numérique laborieux suggérant qu’une réduction de moitié de la quantité de CO₂ dans l’atmosphère pourrait faire baisser la température en Europe de 4 à 5 ° C, c’est-à-dire jusqu’à un âge glaciaire. Mais est-ce que de tels changements dans la composition de l’atmosphère sont possibles sur une échelle de temps relativement courte ?

Comme on vient de le voir, Högbom avait eu l’idée de calculer les quantités de CO₂ émises par les activités industrielles. Étonnamment, il a découvert que les activités humaines ajoutaient du CO₂ dans l’atmosphère à un taux comparable à celui des processus géochimiques naturels. Arrhenius comprend que le futur va vers une augmentation de CO₂ et donc une augmentation globale des températures. Arrhenius calcule que le double de CO₂ dans l’atmosphère augmenterait la température de la Terre de 5 à 6 ° C en moyenne sur toutes latitudes comprises.

Arrhenius ne voit pourtant pas cela comme un problème. Il estime que si l’industrie continue de brûler du carburant au taux de 1896, il faudrait peut-être trois mille ans pour que le niveau de CO₂ permette cette élévation de température. Högbom doute aussi que la quantité de dioxyde de carbone dans l’air augmente autant, la capacité des océans à capter le CO₂ étant probablement sous-estimée selon lui. Quoi qu’il en soit, des températures de quelques degrés plus élevées semblent à peine une mauvaise idée dans la Suède frileuse.

Un autre scientifique hautement respecté, allemand et probablement frileux lui aussi, Walther Nernst, prix Nobel de chimie 1920, a même la fantaisie de mettre le feu à des gisements de charbon inutiles afin de libérer suffisamment de CO₂ pour réchauffer délibérément le climat de la Terre !

Bibliographie

Arrhenius, S. (1896). « On the Influence of Carbonic Acid in the Air Upon the Temperature of the Ground. » Philosophical Magazine 41: 237-76.

Berner, R. (1995). « A. G. Hogbom and the development of the concept of the geochemical carbon cycle ». American Journal of Science. 295. 491-495. 10.2475/ajs.295.5.491.

Högbom, A. (1894). « Om Sannolikheten För Sekulära Förändringar I Atmosfärens Kolsyrehalt ».Svensk kemisk Tidskrift 6: 169-77.

[1] https://sv.wikipedia.org/wiki/Arvid_H%C3%B6gbom

[2] http://runeberg.org/svkemtid/1894/0183.html

[3] http://www.rsc.org/images/Arrhenius1896_tcm18-173546.pdf