Mesures de dioxyde de carbone atmosphérique

Ian Plimer

Traduction en cours, par Dominique Guillet, d'un extrait (de la page 416 à 428) de l'ouvrage de Ian Plimer "Heaven and Earth. Global Warming: the Missing Science"

Le calcul de la concentration du CO2 dans l'atmosphère est parsemée d'embûches. Il en existe un registre de mesures qui a été élaboré sur une durée de 180 années en ayant recours à la même méthodologie. Ces mesures ont été réalisées avec une précision de 1-3 % de 1812 à 1961 par une méthode chimique [2090]. Entre 1812 et 1961, il y eut plus de 90 000 mesures du CO2 atmosphérique par la méthode Pettenkofer. Ces mesures ont mis en exergue des pics de CO2 atmosphérique en 1825, 1857 et 1942. En 1942, la concentration en CO2 atmosphérique était de 400 ppm et donc plus élevée que de nos jours [2091]. Un graphe du CO2 atmosphérique, mesuré par cette méthode, montre que pour la plus grande partie du 19 ème siècle, ainsi que de 1935 à 1950, le CO2 atmosphérique a été plus élevé que de nos jours et a varié considérablement. Il existe de très grandes variations dans le CO2. Une simple expérience d'intérieur à la maison, peut démontrer que le CO2 peut varier de 75 ppm en l'espace d'une semaine. Une teneur variable en CO2 participe de la norme alors que, par contre, une courbe ascendante uniforme de CO2 déclenche des sonnettes d'alarme.

En 1959, la méthode de calcul adopta la spectrographie par infrarouges lors de l'établissement de la station de Mauna Loa (Hawaii) et les mesures furent comparées avec un échantillon de gaz comme référence. Par contraste avec la méthode Pettenkofer, la spectrographie par infrarouges est simple, rapide et peu coûteuse. La méthode par les infrarouges n'a jamais été corroborée par la méthode Pettenkofer. Les données brutes de Mauna Loa sont "triées" par un opérateur qui supprime les données considérées comme imprécises. Quelque 82 % des mesures brutes de CO2 par infrarouges sont écartées ce qui ne laisse que 18 % de données brutes de mesures pour des analyses statistiques [2092-2093]. Avec une telle élimination sauvage de données brutes, il n'est que trop aisé de démontrer une tendance pré-déterminée. Dans les publications de Mauna Loa, les grandes variations naturelles de CO2 furent éliminées des données afin de mettre en valeur une courbe ascendante démontrant la contribution humaine croissante en CO2.

Les premières mesures de CO2 de Mauna Loa et du Pôle sud furent considérablement en-dessous des mesures réalisées en même temps en Europe du nord-ouest à partir de 21 stations utilisant la méthode Pettenkofer [2094]. Durant la période d'opération de ces 21 stations (de 1955 à 1960), il n'y eut aucun accroissement enregistré dans la concentration en CO2 atmosphérique [2095]. Il n'existe qu'une corrélation ténue entre la température et la concentration grandement fluctuante en CO2 atmosphérique mesurée par la méthode Pettenkofer.

La méthode Pettenkofer de mesures dans le nord-ouest de l'Europe a démontré que le CO2 variait entre 270 et 380 ppm avec des moyennes annuelles de 315 à 331 ppm. Il n'existait aucune tendance à la baisse, ou à l'accroissement, des niveaux de CO2 dans aucune des stations de mesure durant cette période de 5 ans. De plus, ces mesures furent réalisées dans des zones industrielles durant la période de reconstruction de l'après-guerre et on aurait pu s'attendre à une augmentation du CO2 atmosphérique. Alors que ces mesures étaient réalisées dans le nord-ouest de l'Europe, une station de mesure fut établie au sommet du Mauna Loa afin d'être éloigné des zones industrielles émettant du CO2. Le volcan Mauna Loa émet de grandes quantités de CO2 tout comme les autres volcans d'Hawaii [2096]. Durant une éruption volcanique, le laboratoire fut évacué pendant plusieurs mois et il en résulta une lacune dans les données enregistrées. Il n'existe plus de telle lacune dans le registre actuel des données de Mauna Loa [2097].

La teneur moyenne annuelle en CO2 atmosphérique enregistrée à Mauna Loa fut de 315,93 pour 1959. Cette mesure était de 15 ppm inférieure à celles des stations dans le nord-ouest de l'Europe pour la même année. Le CO2 mesuré à Mauna Loa augmenta progressivement jusqu'à 351,45 ppm pour le début de 1989 [2098]. Cette mesure de 1989 est identique aux mesures Européennes effectuées 35 ans auparavant par la méthode Pettenkofer ce qui suggère quelques problèmes quant, à la fois, aux méthodes de calculs et au traitement statistique de ces données. En fait, lorsque l'on compare les mesures chimiques historiques avec les mesures par spectroscopie de l'air emprisonné dans la glace et de l'air moderne, il n'existe pas de corrélation. De plus, les mesures effectuées à Mauna Loa sont par analyse infrarouge [2099-2100] tandis que certaines des mesures, dans les carottes glaciaires, du CO2 emprisonné dans de l'air furent effectuées par chromatographie gazeuse [2101].

Les mesures de Mauna Loa changent au jour le jour et au fil des saisons. La décomposition nocturne des plantes et la photosynthèse diurne modifient les données tout comme les transports et l'industrie. Des vents descendants transportent du CO2 émis par des volcans distants, ce qui accroit la teneur en CO2 atmosphérique. Des vents remontants, durant les heures de l'après-midi, font enregistrer une baisse de CO2 en raison de la ponction résultant de la photosynthèse dans les forêts et dans les plantations de canne à sucre. Les données brutes sont constituées par une moyenne de quatre échantillons par heure. En 2004, il y avait un potentiel de 8784 mesures. En raison d'erreurs d'instruments, 1102 échantillons ne possèdent pas de données, 1085 ne furent pas utilisés en raison de vents ascendants, 655 se caractérisaient par une grande variabilité dans l'espace d'une heure mais furent cependant utilisés dans les figures officielles et 866 se caractérisaient par une grande variabilité d'une heure à l'autre et ne furent pas utilisés [2102].

Les mesures de CO2 de Mauna Loa montrent des variations à des fréquences saisonnières associées avec des variations dans les sources de carbone, les puits de carbone et le transport atmosphérique [2103]. L'air qui arrive durant la période d'avril-juin favorise une concentration inférieure en CO2. Les changement saisonniers résultent de l'activité des plantes et arbres à feuilles caduques dans l'hémisphère nord qui assimilent du CO2 au printemps et à l'été et le libèrent en automne et en hiver en raison de la décomposition des matières végétales. Chaque mois d'avril, la réduction dans l'Hémisphère Nord de CO2 montre que la Nature réagit rapidement au CO2 dans l'atmosphère et peut en éliminer une grande partie en très peu de temps. Il n'y a rien de nouveau. Durant des millénaires, les paysans ont appelé cette période la saison de croissance.

Il peut y avoir des erreurs dans la collecte des échantillons et dans la procédure analytique [2104]. Des stations de mesure sont maintenant réparties sur tout le globe et dans des zones isolées de côtes ou d'îles pour mesurer le CO2 dans l'air sans contamination émanant de la vie quotidienne ou d'activités industrielles. Le problème avec ces mesures est que l'air arrivant des terres et soufflant à travers les mers perd environ 10 ppm de son CO2 car ce dernier se dissout dans les océans. Plus l'océan est froid et plus grande est la déperdition. Un problème plus important est que la spectre d'absorption infrarouge du CO2 chevauche celui de la vapeur d'eau, de l'ozone, du méthane, du dioxyde d'azote et des chlorofluorocarbures [2105]. Certains instruments infrarouges possèdent un piège à froid pour éliminer la vapeur d'eau. Cependant, le CO2 se dissout dans l'eau froide et une partie du CO2 est donc éliminée. Les autres gaz sont détectés en tant que CO2 et mesurés comme tel. Des gaz tels que les CFCs, bien que leur concentration se chiffre en parties par milliards dans l'atmosphère, ont une absorption tellement élevée d'infrarouges qu'ils peuvent être enregistrés comme des parts pour millions de CO2. A moins que tous ces gaz atmosphériques soient mesurés en même temps que le CO2, les analyses par technique infrarouge doivent être considérées avec grande prudence. Si la méthode Pettenkofer était utilisée, pour validation, conjointement avec les mesure infrarouges, nous pourrions avoir plus confiance en ces dernières. Les figures de CO2 par infra-rouge sont maintenant au niveau enregistré par la méthode Pettenkofer il y a 50 ans. Avons nous une preuve véritable que les niveaux de CO2 aient augmenté durant cette période de 50 années?

Le troisième rapport du GIEC de 2001 stipula que seules les mesures de CO2 par infrarouges peuvent être considérées comme valables et que toutes les mesures antérieures doivent être rejetées [2106]. Les mesures de CO2 atmosphérique depuis 1812 ne mettent pas en valeur un accroissement progressif de sa concentration au contraire des mesures de Mauna Loa. Le GIEC a choisi d'ignorer les 90 000 mesures précises de CO2 compilées en dépit du fait qu'il y ait un chevauchement dans les périodes de mesures par la méthode de Pettenkofer et celles de Mauna Loa aux infrarouges. Si l'on doit éliminer un large corpus de données historiques validées, il faut alors en donner une raison bien argumentée. Il n'y eut aucune explication émanant du GIEC. Juste le silence.

Un rapport antérieur au GIEC utilisa des données issues de la méthode Pettenkofer mais soigneusement sélectionnées. Toutes les valeurs qui étaient dans une fourchette de plus de 10 % au-delà ou en-deçà de 270 ppm furent rejetées [2107]. Les données rejetées incluaient un grand nombre des hautes valeurs déterminées par la méthode chimique. La figure la plus basse mesurée depuis 1812, à savoir celle de 270 ppm, fut adoptée comme l'étalon de base pré-industriel. Le GIEC joue sur les deux tableaux. Ils sont prêts à utiliser volontiers la détermination la plus basse par la méthode Pettenkofer, comme un étalon, tout en ne reconnaissant pas les mesures, avec la même méthode, démontrant des concentrations de CO2, depuis 1812, de loin supérieures à celles de nos jours.

L'observatoire de Mauna Loa a effectué la plus longue détermination de CO2, au même site, par la spectroscopie à infrarouges. Cette détermination est considérée comme étant une mesure précise du CO2 de la moyenne troposphère en raison de l'influence minimale des influences de l'homme ou de la végétation, en raison de l'influence minimale du volcanisme et parce qu'il y a près de 50 années de mesures utilisant la même technique [2108]. Le registre de Mauna Loa montre un accroissement de 19,4 % en concentration moyenne annuelle de CO2, de 315,98 ppm d'air sec en 1959 à 377,38 ppm en 2004. L'augmentation la plus conséquente se manifesta durant l'année 1997/1998 d'El Niño, en phase avec d'autres augmentations associées avec le phénomène El Niño [2109].

Le dégazage de l'océan est une source majeure de CO2 atmosphérique. L'eau de mer froide dissout le CO2; lorsque l'eau de mer est aux Tropiques, elle libère du CO2. C'est seulement la surface de l'eau qui libère du CO2. Le dégazage des océans est présent dans les eaux tropicales autour de Hawaii. L'eau dans les profondeurs des océans n'est pas saturée en CO2 et elle peut en dissoudre de larges quantités émises par les volcans sous-marins. Dans les sites de "remontée d'eau", le CO2 est libéré dans l'atmosphère. Une activité solaire accrue réchauffe la surface des océans, particulièrement dans les Tropiques. Cette dynamique accroît la quantité de vapeur d'eau et de CO2 dans l'atmosphère et réduit la fixation de CO2 par les océans. Par conséquent, une partie du CO2 qui a été attribué à l'activité humaine est d'origine solaire [2110-2111]. La libération d'un surcroît de vapeur d'eau et de CO2 dans l'atmosphère peut avoir contribué au réchauffement de la fin du 20 ème siècle en sus du réchauffement procédant d'un accroissement de l'énergie solaire et des variations dans les champs gravitationnels et électromagnétiques du soleil.

Si chaque molécule de CO2 dans l'atmosphère possède une courte durée de vie, cela signifie que les molécules de CO2 en seront rapidement éliminées afin d'être absorbées par un autre réservoir. Mais avec quelle rapidité? Parce que le CO2 atmosphérique s'accroît, il a été argumenté que le CO2 n'a pas été dissous dans les mers et doit donc avoir une durée de vie atmosphérique de plusieurs centaines d'années [2112]. Le GIEC suggère que sa durée de vie se situe entre 50 et 200 ans [2113]. Cette durée de vie a été critiquée parce qu'elle n'est pas définie [2114] et parce que le GIEC n'a pas intégré dans ses paramètres de nombreux puits connus de CO2 [2115-2116]. La durée de vie atmosphérique du CO2 peut être calculée en mesurant la quantité de C12, de C13 et de C14 dans le CO2 atmosphérique. Ce processus peut être validé en mesurant la concentration du radon, un gaz inerte mais radioactif (Rn222), la solubilité du CO2 et divers calculs compliqués d'isotopes de carbone.

A suivre.