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La planétologie, un atout majeur face au changement climatique
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La Terre n’est pas la première planète à devoir faire face à un changement climatique. Bien que les autres planètes du Système solaire n’aient pas connu de phénomènes d’origine anthropique, elles ont connu leurs propres péripéties et pourraient nous renseigner sur l’avenir de la Terre.
La planétologie constitue donc un atout majeur pour comprendre ce qui nous arrive et mettre en place les stratégies adéquates en vue de lutter contre le réchauffement climatique.
Qu’est-ce que la planétologie ? Comment l’étude des planètes peut-elle nous aider ? Explications dans cet article.
Qu’est-ce que la planétologie ?
Planétologie, définition
La planétologie - ou planétologie comparée - désigne l’étude scientifique des planètes. Autrement dit, ce domaine permet de comparer les différentes planètes entre elles - que ce soit des grains microscopiques comme des planètes géantes gazeuses - mais également l’ensemble des objets du système solaire.
Pour y parvenir, les planétologues (qui englobent plus généralement des astronomes, des géophysiciens, des géologues et des géochimistes) se basent sur :
- les observations (infrarouges ou non) faites au sol ;
- les observations réalisées par des engins spatiaux ;
- les travaux expérimentaux ou théoriques accomplis sur Terre (sur ordinateur comme en laboratoire).
Grâce aux techniques d’optique employées - très sensibles aux conditions atmosphériques -, les chercheurs sont en mesure de détecter la lumière émise par les planètes à des distances allant jusqu’à 10 fois la distance Terre-Soleil.
👉 Bon à savoir : la planétologie présente de fortes similitudes avec les sciences de la Terre.
L’origine de la planétologie
Apparue à la fin des années 1950, la planétologie est une discipline scientifique s’étant véritablement développée dans le courant des années 1970 - au cours de l’ère spatiale. L’étude comparative des objets du système solaire s’est avérée indispensable pour la réussite des missions spatiales.
La connaissance des planètes s’est vue bouleversée par le développement de sondes spatiales. Ces inventions ont permis d’analyser les processus physico-chimiques, mais également d’explorer de nouvelles planètes. Ce faisant, les scientifiques ont été en mesure de cartographier le système solaire et de relever les caractéristiques de chaque planète.
En 1990, la planétologie a pris un nouveau tournant avec la recherche de la vie dans l’Univers - grâce à la présence de biomarqueurs tels que l’oxygène - et la découverte d’exoplanètes (l’exobiologie).
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Comment utiliser la planétologie pour limiter le changement climatique ?
Selon Toni Santana-Ros, spécialiste des sciences planétaires à l’université d’Alicante en Espagne : « Notre seule option pour survivre est d’atténuer le changement climatique. » La planétologie devient alors un précieux allié.
Observer la Terre depuis l’espace
L’observation de la Terre depuis l’espace permet plusieurs choses :
- mieux comprendre le climat de notre planète ;
- constater les changements qui s’y opèrent ;
- récolter des indices sur les causes et conséquences du réchauffement climatique ;
- suivre l’évolution du phénomène ;
- déterminer des objectifs climatiques.
À ce jour, la France s’est perfectionnée dans trois grands domaines d’étude des variables climatiques :
- l’altimétrie permettant de suivre le niveau de la mer sur le long terme ;
- l’imagerie optique utilisée pour analyser les changements induits par les hommes à la surface de la planète (l’humidité des sols par exemple) ;
- le sondage atmosphérique mesurant le rayonnement issu des différentes couches de l’atmosphère sur l’ensemble du spectre lumineux. L’objectif étant de noter la présence de gaz à effet de serre et de divers polluants.
“ La NASA, le CNES (le Centre national d’études spatiales) et l’ESA (Agence spatiale européenne) sont les principales agences spatiales. Cependant, avec l’avènement des nanosatellites et les coopérations entre pays, nombre agences ont lancé leurs propres projets - à l’image de Copernicus - contribuant à l’amélioration de nos connaissances. ”
Selon Cyril Crevoisier, directeur de recherche CNRS au sein du Laboratoire de météorologie dynamique (LMD) à l'École polytechnique (IP Paris), la continuité entre les missions spatiales est un impératif pour suivre avec précision le changement global et être en mesure de le comparer à différentes périodes.
👉 Selon les études climatiques, 20 ans sont nécessaires pour percevoir l’émergence de tendances.
Comprendre l’évolution de la Terre grâce aux planètes du Système solaire
L’observation du cosmos nous donne des indices au sujet de la création de l’Univers, de sa composition, de la formation des planètes ou encore du rôle des étoiles.
Fort de ces connaissances, les chercheurs sont en mesure de transposer les modèles climatiques et la géophysique interne de la Terre à d’autres planètes du Système solaire - à l’image de Mars et de Vénus, deux planètes dont la composition est similaire à la Terre.
L’idée est de comprendre pourquoi la première - deux fois plus petite que la Terre - est composée d’immenses structures géologiques alors que la seconde - de la même taille et masse que la Terre - justifie d’une température au sol de 450 °C.
En outre, l’observation de ces planètes nous apprend qu’elles ont aussi vécu une forme de réchauffement climatique - à l’image de Mars, qui est passé d’un environnement lacustre à un régime plus sec.
Dans un document intitulé « Planétologie et évolution du climat », on apprend que Vénus a perdu ses molécules d’eau et d’hydrogène après un emballement de l’effet de serre. De même, l’arrêt de la dynamo interne de Mars lui a fait perdre son champ magnétique de protection - entraînant la destruction de son atmosphère.
Dans les faits, d’ici plusieurs milliards d’années, le phénomène survenu sur Vénus - qui n’était cependant pas d’origine anthropique - pourrait survenir sur Terre. L’augmentation du CO2 dérèglera entièrement l’effet de serre, favorisant alors l’assèchement de la Terre. Dans le détail :
“ Le réchauffement de l'atmosphère augmentera la température du piège froid à la tropopause, permettant à la vapeur d’eau d’atteindre la stratosphère où elle sera photolysée de manière irréversible. [Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques] ”
Finalement, l’étude de la composition atmosphérique et des climats des planètes telluriques s’avère être un outil précieux pour retracer l’histoire des planètes et déterminer l’avenir de la Terre.
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Quelles sont les répercussions du réchauffement climatique terrestre sur la planétologie ?
Malgré l’atout indéniable que constitue la planétologie pour lutter contre le réchauffement climatique, le secteur en est pourtant victime.
Une conception des télescopes désormais inadaptée
La planétologie nécessite d’observer le cosmos depuis le sol à l’aide de télescopes. Or, une étude de l’Université de Berne et du Pôle de Recherche National (PRN) PlanetS précise que les infrastructures ne sont pas adaptées à la situation climatique actuelle.
En l’état, les télescopes - notamment le Very Large Telescope (VLT) situé au sein de l’observatoire européen austral du Cerro Paranal - doivent être refroidis au cours de la journée. Un système de réfrigération doit maintenir une température similaire entre l’intérieur et l’extérieur du dôme pour permettre son ouverture au coucher du soleil.
Cependant, les effets du changement climatique n’ont pas été pris en compte lors de la conception des observatoires astronomiques - ces derniers se basant sur les conditions actuelles, voire celles des cinq prochaines années tout au plus.
En conséquence, les structures sont sujettes à un plus haut risque de condensation et à un mauvais fonctionnement du système de refroidissement (entraînant une turbulence de l’air dans le dôme d’observation).
“ Exemple flagrant : les télescopes de Toni Santana-Ros ont été mis à l’arrêt en novembre 2020 à cause des cendres issues des feux de brousses qui maculaient les objectifs. Incendies, inondations, cyclones ou sécheresses sont de véritables menaces pour la planétologie. ”
La solution ? Tenter de prendre le changement climatique en compte lors de :
- la sélection des nouveaux sites de télescopes ;
- la construction et la maintenance des installations astronomiques.
Cependant, dans une interview pour Libération Julien Milli - astronome et spécialiste des systèmes exoplanétaires - est catégorique :
“ Il n’existe pas de meilleures localisations. Les conditions se détériorent partout dans le monde, il n’y a pas d’intérêt à déménager, il faut apprendre à vivre avec. ”
Une mauvaise qualité des observations astronomiques
Selon cette même étude, le réchauffement climatique modifie la qualité des données astronomiques collectées.
Sensible à la clarté de l'atmosphère, la qualité des données dépend du lieu où elles sont réalisées. Ce faisant, les sites d’implémentations des télescopes sont choisis avec soin et sont généralement situés à une altitude élevée par rapport au niveau de la mer ou dans le désert. L'intérêt ? Limiter l’épaisseur de la couche d’atmosphère entre les télescopes et les cibles d’observations, mais également éviter la présence de nuages ou de vapeur d’eau.
“ En outre, la pollution atmosphérique impacte la visibilité locale. ”
Du fait d’une conception inadaptée et des multiples conséquences du réchauffement climatique, les principaux observatoires astronomiques principaux (Hawaï, Îles Canaries, Chili, Mexique, Afrique du Sud ou encore Australie) risquent de souffrir, eux aussi.
Deux conséquences majeures :
- une perte de temps d’observation dues aux mauvaises conditions sur site ;
- une dégradation de la qualité des observations - la quantité d’eau dans l’air absorbe la lumière captée par les télescopes et la pollution épaissit l’atmosphère, compliquant le déplacement du rayonnement.
👉 À terme, si rien n’est fait, les acteurs de la planétologie ne seront plus en mesure d’étudier les planètes du Système solaire.
Une altération de notre relation avec le reste de l’Univers
D’origine anthropique (c’est-à-dire humaine), le réchauffement climatique a d’ores et déjà mis en péril l'équilibre de la Terre (perturbations des équilibres climatiques, disparition de la biodiversité, multiplication et aggravation des événements météorologiques, etc.).
“ Mais il pourrait également perturber notre relation avec l’Univers en général. ”
À terme, les objectifs des télescopes seront totalement obstrués, empêchant ainsi les planétologues de collecter des informations sur d’autres galaxies ou de découvrir de nouvelles exoplanètes. Or, le manque d’accès à ces informations peut avoir des conséquences désastreuses, comme la difficulté de révéler la présence d’astéroïdes proches de la Terre et d’empêcher une catastrophe de survenir.
Dans le cas où les télescopes terrestres deviendraient inutilisables, les télescopes spatiaux James-Webb et Hubble pourraient éventuellement prendre la relève et constitueraient notre dernier lien avec le cosmos et les étoiles. Cependant, ces derniers incarnent des alternatives particulièrement coûteuses - James-Webb ayant coûté plus de dix milliards de dollars.
Un impact négatif sur le financement de la recherche
La planétologie - et la science de manière générale - pourrait être fragilisée par de futures crises financières, elles-mêmes causées par le changement climatique et ses conséquences.
Or, leur financement s’avère déjà être un véritable parcours du combattant. Seuls les projets bénéficiant d’une subvention, de bourses ou de toute autre marque de soutien peuvent aboutir.
Par ailleurs, si la situation venait à devenir intenable, les ressources de l'astronomie, de la médecine ou encore de la biologie devraient être réorientées vers la science du climat. [CNET]
“ Pour John O’Meara, responsable scientifique de l’observatoire Keck de Mauna Kea, une action immédiate est nécessaire pour éviter la disparition de nos télescopes terrestres. ”
Comment limiter l’impact de la planétologie sur l’environnement ?
L’observation de l’espace est essentielle dans la lutte contre le réchauffement climatique. Cependant, le secteur doit également prendre part à l’action collective, en réduisant son propre impact sur l’environnement.
Selon une étude, l’empreinte carbone annuelle des moyens de recherche en astronomie et astrophysique (leur construction et leur exploitation) est évaluée à 1,2 million de tonnes de CO2e - soit les émissions totales de Malte.
“ L’émission carbone annuelle d’un chercheur est plus élevée que celle d’un Français moyen - 36,6 tonnes contre 9 tonnes. ”
Les chercheurs doivent donc modifier leurs façons de travailler, en se focalisant sur trois principaux postes d’émission :
- décarboner les infrastructures d’observation ;
- diminuer les vols en avion pour se rendre à des événements scientifiques (des conférences, par exemple) ou aux observatoires situés dans des lieux reculés ;
- réduire la consommation électrique des supercalculateurs - permettant l’analyse des données - fonctionnant au charbon ou grâce à des centrales hydrauliques. Idéalement, elles devraient être déplacées dans des pays utilisant l’électricité renouvelable.
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