Limites planétaires

Limites planétaires selon le rapport de Rockström et al. publié dans Nature en 2009[1]^,[2]. Les zones en rouge représentent l'état actuel estimé et le cercle vert définit les limites estimées.

En 2009, une équipe internationale de 26 chercheurs, menés par Johan Rockström (en) du Stockholm Resilience Centre (en) et Will Steffen de l'Université nationale australienne, publie un article dans les revues Nature[1] et Ecology and Society (en)[3], dans lequel elle identifie neuf limites planétaires (planetary boundaries) à ne pas dépasser si l’humanité veut pouvoir se développer dans un écosystème sûr, c’est-à-dire évitant les modifications brutales, non-linéaires, potentiellement catastrophiques et difficilement prévisibles de l’environnement. Parmi ces chercheurs figurent notamment le climatologue James E. Hansen (directeur du Goddard Institute for Space Studies de la NASA, pionnier des recherches sur le changement climatique), Paul Crutzen (prix Nobel de chimie 1995), le climatologue allemand Hans Joachim Schellnhuber (fondateur du Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung et conseiller du gouvernement allemand et de la Commission européenne sur le réchauffement climatique) et le géographe belge Eric Lambin.

Les auteurs considèrent alors que les seuils sont dépassés pour trois des sept limites pour lesquelles ils proposent des valeurs limites, en matière de volume émis ou extrait de l’environnement[4] :

1. Changement climatique : concentration atmosphérique en CO₂ inférieure à 350 ppm et/ou une variation maximale de +1 W/m² du forçage radiatif ;
2. Érosion de la biodiversité : taux d’extinction « normal » des espèces inférieur à 10 espèces par an sur un million. Or, le taux actuel d’extinction planétaire serait 100 à 1 000 fois supérieur à l'échelle de la planète[5]. Ces disparitions ont des impacts majeurs sur les écosystèmes et sur les fonctions qui ne sont plus remplies par les espèces disparues ;
3. Perturbation des cycles biochimiques de l'azote et du phosphore : limite à la fixation industrielle et agricole de N₂ à 35 Tg/an et apport annuel de phosphore aux océans inférieur à 10 fois le lessivage naturel du phosphore. La modification des cycles de l’azote et du phosphore contenu dans les sols résulte notamment de l’agriculture et de l’élevage intensifs. L’usage d’engrais et les déjections issues de l’élevage contribuent à perturber ces cycles indispensables au bon état des sols et des eaux. La limite était déjà atteinte pour l’azote en 2009.

Quatre limites planétaires n’ont pas encore été franchies à l'époque[4] :

1. Modifications des usages des sols : maximum de 15 % de la surface de terres libres de glaces convertie en terres agricoles ;
2. Utilisation d’eau douce : inférieure à 4 000 km³/an de consommation des ressources en eaux de ruissellement ;
3. Diminution de la couche d’ozone stratosphérique : réduction inférieure à 5 % dans la concentration en ozone par rapport au niveau pré-industriel de 290 unités Dobson ;
4. Acidification des océans : taux moyen de saturation de l'eau de mer de surface en aragonite supérieur ou égal à 80 % du niveau pré-industriel.

Deux limites ne peuvent alors pas encore être quantifiées, par manque de données[4] :

1. Pollution chimique (composés radioactifs, métaux lourds, composés organiques synthétiques) ;
2. Concentration des aérosols atmosphériques.

Les auteurs insistent sur les interactions entre ces limites (synergies possibles). Le concept de « limites planétaires » permet de définir le « terrain de jeu planétaire » (planetary playing field) dans les limites duquel l'humanité pourrait vivre en sécurité (du point de vue de la durabilité des ressources naturelles et des services écosystémiques.

En janvier 2015, les auteurs ont publié, dans Science, une actualisation de leurs travaux, qui conclut que quatre limites planétaires sont aujourd’hui dépassées, ou sur le point de l’être[23]^,[24]^,[25] :

1. changement climatique : la communauté scientifique internationale admet que, pour limiter l’ampleur du réchauffement climatique mondial à 2 °C d’ici 2100 (par rapport à 1990), la concentration atmosphérique en CO₂ ne devrait pas dépasser une limite comprise entre 350 et 450 ppm (parties par million). Or, la concentration actuelle atteint depuis peu 400 ppm et les 450 ppm pourraient être dépassés si la croissance actuelle des émissions de gaz à effet de serre se poursuit ;
2. érosion de la biodiversité : limite déjà dépassée en 2009 ;
3. perturbation du cycle de l'azote : la limite était déjà atteinte en 2009 ;
4. perturbation du cycle du phosphore : la limite est désormais franchie aussi pour le phosphore, avec cependant des variations importantes selon les régions.

L’analyse de la limite des modifications des usages des sols a été recentrée sur les processus de régulation naturelle du climat, via les échanges d’énergie, d’eau et de CO₂ entre les sols et l’atmosphère. Les chercheurs s’intéressent plus particulièrement au rôle des forêts dans cette régulation et constatent que, pour continuer à profiter de leurs bénéfices, il faudrait accroître leurs superficies, notamment celles des forêts tropicales et boréales.

Trois autres limites planétaires n’étaient pas encore franchies en 2015 :

1. utilisation d'eau douce ;
2. diminution de la couche d’ozone stratosphérique ;
3. acidification des océans.

La dixième limite concerne la diffusion « d’entités nouvelles » dans l’environnement (molécules de synthèse, nanoparticules…), qui peut avoir des conséquences biologiques et/ou géophysiques nocives. Plus de 100 000 substances entrant dans cette catégorie sont aujourd’hui commercialisées dans le monde, avec des impacts écotoxicologiques et environnementaux largement méconnus et probablement très complexes. Les chercheurs s’estiment donc incapables de fixer une limite planétaire pour ces substances, mais invitent à mieux les surveiller et, par précaution, à limiter leur usage tant que possible.

Les auteurs insistent sur la dimension systémique des impacts causés par le dépassement des limites planétaires. Ils insistent en particulier sur les risques liés au changement climatique et à l’érosion de la biodiversité, deux limites fondamentales qui pourraient, si elles sont dépassées de manière substantielle et persistante, « entraîner le système terrestre vers un nouvel état » potentiellement destructeur, sinon pour la planète, au moins pour ses habitants. Ils rappellent aussi que l’interaction des limites entre elles ne doit pas être sous-estimée, de même que l’inertie des systèmes naturels : par exemple, même si les émissions mondiales de gaz à effet de serre s’interrompaient demain, la concentration de ces gaz déjà émis dans l’atmosphère pourrait suffire à perturber durablement le climat.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Planetary boundaries » (voir la liste des auteurs).

• (de) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en allemand intitulé « Planetare Grenzen » (voir la liste des auteurs). (pour le tableau)