Le système climatique est un système éminemment complexe. Il est le résultat d'interactions multiples entre notre atmosphère, nos océans, les glaces et la neige et même la surface de notre Terre. Depuis des décennies maintenant, les scientifiques travaillent à percer ses secrets. Dans l'espoir de développer des modèles qui pourraient prévoir l'avenir de notre climat. C'est essentiel dans le contexte de réchauffement climatique que nous vivons.

Des chercheurs de l'université de Californie à Irvine (États-Unis) font aujourd'hui état d'une découverte qui pourrait tout chambouler. Elle concerne le protoxyde d'azote (N₂O) - oui, celui que l'on surnomme le gaz hilarant et qui est à l'origine d'un nombre grandissant d'accidents - qui se cache dans notre atmosphère. Des données satellitaires semblent en effet montrer que le réchauffement climatique anthropique accélère la décomposition de ce gaz.

Le protoxyde d’azote, un gaz aux multiples visages

Pour comprendre pourquoi c'est important, il faut d'abord savoir que le protoxyde d'azote est, après le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄), le troisième gaz à effet de serre. Il est environ 300 fois plus puissant que le CO₂. Depuis l'ère préindustrielle, sa concentration dans notre atmosphère a déjà beaucoup augmenté.

Les niveaux prévus en 2100 dans les scénarios du Groupement d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec) conduisant à une hausse de température de plus de 3 °C sont d'ores et déjà atteints. De plus en plus d'engrais et de fumier qui dopent l'activité microbienne dans les sols et voici comment l'agriculture est responsable de quasiment 70 % des émissions anthropiques de N₂O.

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Les scientifiques savent qu'en altitude - entre 25 et 40 kilomètres au-dessus de la surface de notre Terre -, 90 % du protoxyde d'azote est détruit par le rayonnement solaire, le reste l'est par réaction avec des atomes d'oxygène. Mais il séjourne tout de même dans notre atmosphère environ 116 ans, en moyenne.

Avec des concentrations atmosphériques atteignant environ 337 parties par milliard en 2024 et augmentant d'environ 3 % par décennie, le N₂O participe donc activement au réchauffement climatique anthropique. Et au passage, à l'appauvrissement, non moins anthropique, de la couche d’ozone stratosphérique.

La durée de vie du protoxyde d’azote mise à l’épreuve

Or, dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, les chercheurs californiens racontent qu'ils ont épluché les données renvoyées par le Microwave Limb Sounder de la Nasa entre 2004 et 2024. Une tendance claire est apparue. Celle de la diminution de la durée de vie dans notre atmosphère du protoxyde d'azote. D'environ 1,4 % par décennie. Soit pas loin d'un an et demi de perdu tous les dix ans. La nouvelle est bonne.

Pour l'expliquer, les chercheurs invoquent des modifications de la circulation et de la température de notre stratosphère. Des modifications induites par le réchauffement climatique anthropique. Selon les scientifiques, l'évolution de la durée de vie du N₂O dans notre atmosphère à l'horizon 2100 est d'une ampleur comparable aux différences observées entre les divers scénarios d'émissions actuellement utilisés par le GIEC pour ses évaluations climatiques.

Ce 1,4 %, ce n'est donc pas rien. Même s'il faut garder à l'esprit que, si la destruction prématurée du protoxyde d'azote limite l'ampleur du réchauffement, les changements de températures plus modérés vont aussi... limiter la destruction prématurée du protoxyde d'azote !

« La plupart des recherches se sont concentrées sur la projection de l'évolution des émissions de N₂O dues aux activités humaines, nous démontrons que le changement climatique lui-même modifie la vitesse à laquelle ce gaz se décompose dans la stratosphère. Et cet effet ne peut être ignoré dans les futures évaluations climatiques », estime, dans un communiqué, Michael Prather, professeur en sciences du système terrestre à l'université de Californie.

Des modèles climatiques à réviser

Que se passe-t-il au juste pour ce protoxyde d'azote ? Les chercheurs rapportent d'abord que les schémas de circulation atmosphérique modifiés par le réchauffement ont tendance à pousser le N₂O vers la stratosphère. C'est là qu'il est détruit par les rayonnements solaires. D'autant plus vite que la région est fraîche. Et c'est ce qui se passe dans le contexte de réchauffement de notre basse atmosphère. Notre haute atmosphère, elle, est refroidie par la présence de CO₂. « Cette boucle de rétroaction complexifie davantage les projections climatiques. »

Les scientifiques rapportent que la tendance observée à la baisse de la durée de vie du protoxyde d'azote réduirait les niveaux de N₂O projetés d'une valeur équivalente à celle obtenue en passant d'un scénario à fortes émissions (SSP3-7.0) à un scénario à émissions modérées (SSP1-2.6 ou SSP2-4.5), et ce, sans aucune modification des émissions réelles !

« Ce travail met en lumière une lacune des modèles actuels du système terrestre », conclut Michael Prather. Avant de reconnaître que des études complémentaires seront nécessaires pour faire toute la lumière sur ce phénomène inattendu et améliorer ainsi les projections de nos différents scénarios climatiques.