Diffusion d’aérosols stratosphériques

L’éruption du mont Pinatubo aux Philippines en 1991 a été l’une des plus importantes éruptions volcaniques que le monde ait connues depuis des siècles. Elle a également apporté une démonstration convaincante du potentiel d’altération du climat des minuscules particules en suspension dans l’air, connues sous le nom d’aérosols.

L’éruption du Pinatubo a été si explosive que son panache a atteint une hauteur de plus de 40 km, pénétrant profondément dans la stratosphère – la couche stable de l’atmosphère située au-dessus de la plupart des nuages et qui abrite la couche d’ozone protectrice. De 14 à 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre provenant du panache du Pinatubo s’y sont répandues à travers les tropiques et dans les deux hémisphères,¹ formant d’innombrables gouttelettes microscopiques d’acide sulfurique et d’eau, appelées particules d’aérosols sulfatés.

Cette fine couche d’aérosols à l’échelle mondiale a réfléchi environ 1 % de la lumière solaire entrante pendant environ un an,² agissant comme un parasol. Le ciel était un peu plus blanc et les couchers de soleil un peu plus lumineux pendant qu’il durait. Les températures mondiales ont baissé d’environ 0,5°C au cours de l’année qui a suivi l’éruption du Pinatubo, mais la baisse aurait été encore plus importante si cette couche avait persisté.

La SAI est techniquement réalisable.

La SAI est une idée visant à abaisser les températures mondiales de la même manière que les grandes éruptions volcaniques. En créant une couche de particules d’aérosols continuellement renouvelée dans la stratosphère, on espère pouvoir réduire les effets climatiques liés à l’augmentation des températures.

Avec l’Accord de Paris, tous les pays se sont engagés à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, mais ces promesses ne suffiront pas à limiter le réchauffement à 1,5°C par rapport au niveau préindustriel. L’analyse du Programme des Nations unies pour l’environnement suggère que même si les engagements pour 2030 sont respectés, le monde est en passe de connaître un réchauffement d’environ 2,5°C d’ici la fin du siècle.

La réflexion d’environ 1 % de la lumière solaire incidente vers l’espace suffirait à compenser cette différence de 1°C.³ Pour y parvenir à l’aide de l’IAS, il faudrait libérer environ 12 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans la stratosphère chaque année.⁴

Bien que l’on ne sache pas exactement quelle quantité de fraîcheur serait produite pour chaque million de tonnes de dioxyde de soufre libéré, il ne fait aucun doute que la libération de cette substance dans la stratosphère formerait une couche réfléchissante de particules, ce qui aurait pour effet de refroidir la planète.⁵

Il n’y a guère de doute non plus que cela serait techniquement réalisable. Pour produire une couche stratosphérique planétaire de particules d’aérosol, il serait nécessaire de libérer des substances à une hauteur d’environ 20 km sous les tropiques ou dans les régions subtropicales.⁶ C’est bien au-dessus de la hauteur à laquelle la plupart des avions peuvent voler, mais les évaluations techniques s’accordent à dire que cet objectif pourrait être atteint en utilisant de nouveaux avions spécialement conçus pour voler à haute altitude.^6,7

Impacts environnementaux du SAI

Le SAI pourrait non seulement faire baisser la température moyenne de la planète, mais permettrait aussi, grâce à l’ajustement des lieux et des quantités de matériaux libérés, de refroidir la planète de manière plus ou moins homogène.⁸ De nombreux risques liés au changement climatique sont étroitement liés à la hausse des températures et, par conséquent, en refroidissant uniformément la planète, le SAI pourrait réduire ces risques. Par exemple, les chaleur extrêmes et les pluies diluviennes,⁹ la fonte de la banquise et du pergélisol,¹⁰ et l’élévation du niveau de la mer^11,12 devraient diminuer dans la plupart des endroits, voire partout.

Toutefois, le SAI ne pourrait pas compenser tous les aspects du changement climatique. En particulier, le cycle hydrologique mondial sensiblement différent si le SAI était déployé.¹³ Bien que les études de modélisation climatique suggèrent que les changements pluviométriques seraient globalement moins importants avec les SAI qu’avec le seul changement climatique, certaines régions pourraient connaître des changements plus importants, ce qui pourrait s’avérer néfaste. ¹⁴

Outre le fait qu’il ne compense que partiellement les effets du changement climatique, le SAI aurait plusieurs effets secondaires.

Toute substance libérée dans la stratosphère retomberait sur Terre au bout de quelques années, ce qui implique qu’il faille en diffuser régulièrement pour maintenir l’effet de refroidissement. Si des sulfates étaient utilisés, cela accroîtrait les pluies acides, mais n’aggraverait que légèrement le problème existant.

Une couche de sulfate persistante modifierait également la stratosphère. Les particules ne réfléchiraient pas seulement la lumière vers l’espace, mais la disperseraient également, rendant le ciel un peu plus brumeux. De plus, elles absorberaient la chaleur, ce qui se traduirait par un réchauffement de la stratosphère et une modification de la configuration des vents stratosphériques.¹⁵

En effet, le SAI introduirait des particules dans la stratosphère, ce qui modifierait sa composition chimique et affecterait la couche d’ozone, qui protège la planète des rayons ultraviolets nocifs. L’utilisation de particules de sulfate pourrait ralentir la reconstitution de la couche d’ozone de plusieurs décennies.⁴

Ces effets secondaires motivent la recherche de particules alternatives pour le SAI susceptibles de ne pas présenter ces mêmes problèmes.¹⁶ Par exemple, des particules comme la calcite (poussière de craie) pourraient réfléchir la lumière, mais pourrait le faire sans avoir un impact aussi important sur la couche d’ozone. Cependant, on en sait beaucoup moins sur ces alternatives.

Le SAI ne permet pas de remédier aux causes sous-jacentes du changement climatique

Le réchauffement de la planète est principalement dû à l’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, et le SAI n’y changerait pas grand-chose.¹⁷ Elle ne changerait pas non plus directement les effets du dioxyde de carbone qui s’accumule dans les océans, et qui les acidifie et nuit aux écosystèmes océaniques.

Toutefois, certains craignent que le développement et le déploiement de méthodes de réflexion de la lumière solaire telles que le SAI puissent compromettre les efforts visant à réduire les émissions – une préoccupation connue sous le nom de « risque moral » ou de déplacement d’atténuation. Cela entraînerait une acidification accrue des océans et, d’une manière générale, un réchauffement climatique plus important à compenser ou à endurer.

En outre, l’effet refroidissant des particules dans la stratosphère ne dure que quelques années, alors que l’effet réchauffant du dioxyde de carbone diminuerait lentement sur plusieurs milliers d’années.¹⁸ Si le déploiement à grande échelle des SAI était soudainement interrompu, il s’ensuivrait un réchauffement rapide, communément appelé « choc de terminaison ».¹⁹ Le déploiement à grande échelle des SAI devrait donc se faire sur le long terme.

Décider si et comment déployer le SAI

Le SAI semble offrir un moyen techniquement réalisable d’enrayer la hausse des températures, ce qui pourrait réduire de nombreux risques climatiques, mais en aggraver d’autres dans certains endroits. Cela signifie que la décision de déployer ou non le SAI, et la manière de le faire, auraient des répercussions mondiales et des implications de grande envergure.

Quels principes éthiques devraient influencer de telles décisions ? Les effets du changement climatique justifient-ils une telle ingérence dans le système climatique ? Quelles sont les obligations incombant à ceux qui déploient le SAI à l’égard des personnes qui en subissent les conséquences ?

Bien qu’il y ait des réponses idéales à ces questions, des défis importants en matière de gouvernance peuvent rendre difficile leur mise en œuvre effective. Quels sont les pays qui prendront part aux décisions sur le déploiement et quels sont les facteurs qui influenceront leurs choix ? Quels risques géopolitiques pourraient-ils découler du SAI, s’il est mis en œuvre unilatéralement par une coalition restreinte de pays ?

Pour prendre des décisions judicieuses concernant le SAI et d’autres méthodes de réflexion sur la lumière du soleil, il conviendra d’examiner attentivement ces questions, ainsi que d’autres questions difficiles, et de déployer des efforts de coopération pour trouver des réponses.