Le changement climatique pourrait-il être inversé en éliminant du dioxyde de carbone de l’atmosphère ?

Texte rédigé par le GIEC (FAQ 5.3)

Source : Josep G. Canadell et al., 2021, FAQ 5-3 en anglais, version française des FAQ du groupe 1 (pdf, p. 197)

L’élimination délibérée de dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère pourrait inverser certains aspects du changement climatique (c’est-à-dire en changer le sens). Cependant, cela pourra seulement se produire s’il en résulte une réduction nette de la quantité totale de CO₂ dans l’atmosphère, autrement dit si les absorptions délibérées sont plus importantes que les émissions. Certaines tendances du changement climatique, comme l’augmentation de la température à la surface du globe, commenceraient à s’inverser en quelques années. D’autres aspects du changement climatique mettraient des décennies (comme le dégel du pergélisol) ou des siècles (comme l’acidification de l’océan profond) à s’inverser, et certains, comme l’élévation du niveau de la mer, mettraient des siècles ou des millénaires à changer de sens.

L’expression émissions négatives de dioxyde de carbone (CO₂) désigne l’élimination du CO₂ de l’atmosphère par des activités humaines délibérées, en sus des absorptions qui se produisent naturellement, et est souvent utilisée comme synonyme de l’expression élimination du dioxyde de carbone. Des émissions négatives de CO₂ peuvent compenser la libération de CO₂ dans l’atmosphère par les activités humaines. Elles pourraient être réalisées en renforçant les processus naturels de piégeage du CO₂ sur les terres émergées (par exemple en plantant des arbres ou par des pratiques agricoles qui augmentent la teneur en carbone des sols) et/ou dans l’océan (notamment par la restauration des écosystèmes côtiers) ou en éliminant directement le CO₂ de l’atmosphère. Si les absorptions de CO2 sont supérieures aux émissions de CO₂ dues à l’homme à l’échelle mondiale, les émissions sont dites nettes négatives. On notera que les technologies d’élimination du CO₂ ne sont pas capables d’atteindre l’échelle d’absorption qui serait nécessaire pour compenser les niveaux actuels d’émissions, ou n’y sont pas encore prêtes, et que la plupart ont des effets secondaires indésirables.

En l’absence d’élimination délibérée du CO₂, la concentration de CO₂ dans l’atmosphère (une mesure de la quantité de CO₂ dans l’atmosphère) résulte d’un équilibre entre les rejets de CO₂ par les activités humaines et l’élimination du CO₂ par des processus naturels sur les terres émergées et dans les océans (les « puits de carbone » naturels, voir FAQ 5.1). Si la libération de CO₂ dépasse l’élimination par les puits de carbone, la concentration de CO₂ dans l’atmosphère augmente ; si la libération de CO₂ est égale à l’élimination, la concentration de CO₂ dans l’atmosphère se stabilise ; et si l’élimination du CO₂ dépasse les rejets, la concentration de CO₂ diminue. Il en va de même pour les émissions nettes de CO₂, à savoir la somme des rejets dus à l’homme et des absorptions délibérées.

Si la concentration de CO₂ dans l’atmosphère commence à diminuer, le climat de la Terre réagira à ce changement (figure 1). Certaines parties du système climatique mettent du temps à réagir à un changement de la concentration de CO₂, de sorte qu’une diminution du CO₂ atmosphérique à la suite d’émissions nettes négatives ne conduirait pas immédiatement à une inversion de toutes les tendances du changement climatique. Des études récentes ont montré que la température à la surface du globe commencerait à baisser en quelques années après une diminution du CO₂ atmosphérique, même si cette baisse ne serait pas détectable avant des décennies en raison de la variabilité climatique naturelle (voir FAQ 4.2). D’autres conséquences du changement climatique d’origine humaine, comme la diminution de l’étendue du pergélisol, mettraient des décennies à s’inverser ; d’autres encore, comme le réchauffement, l’acidification et l’appauvrissement en oxygène de l’océan profond, mettraient des siècles à s’inverser à la suite d’une baisse de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère. Le niveau de la mer continuerait de s’élever pendant des siècles ou des millénaires, même si l’on parvenait à éliminer de grandes quantités de CO₂ par des absorptions délibérées.

Les scénarios de « dépassement » sont une catégorie de scénarios futurs qui font l’objet d’une attention croissante, notamment dans le contexte d’objectifs climatiques ambitieux, comme la limitation du réchauffement planétaire à 1,5 °C ou 2 °C inscrite dans l’Accord de Paris. Dans ces scénarios, un rythme lent de réduction des émissions à court terme est compensé par des émissions nettes négatives de CO₂ à la fin du siècle, ce qui donne lieu à un écart ou « dépassement » temporaire par rapport au niveau de réchauffement considéré. Étant donné la réaction différée de plusieurs composantes du système climatique, il s’ensuit que le dépassement temporaire se traduirait par des changements climatiques supplémentaires par rapport à un scénario qui atteint l’objectif sans dépassement. Il faudrait des décennies, voire des siècles, pour que ces changements s’inversent, prenant plus longtemps pour les scénarios où le dépassement est plus important.

En éliminant davantage de CO₂ de l’atmosphère qu’il n’en est émis, on commencerait effectivement à inverser certains aspects du changement climatique, mais certains changements se poursuivraient selon la direction en cours pendant des décennies à des millénaires. Les méthodes capables d’éliminer le CO₂ à grande échelle en sont encore au stade de la recherche-développement ou n’ont pas fait leurs preuves aux échelles de déploiement nécessaires pour parvenir à une réduction nette des niveaux de CO₂ dans l’atmosphère. Les méthodes d’élimination du CO₂, en particulier celles qui sont destinées à être déployées sur les terres émergées, peuvent avoir des effets secondaires indésirables sur l’eau, la production alimentaire et la biodiversité.