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E DOSSIER

Réchauffement : le rôle du

soleil Dossier préparé   par Hélène Le Meur  et Jacques-Olivier Baruch

Quand le Soleil prend rendez-vous avec le climat, cela donne par exemple, entre 1645 et 1715, un petit âge glaciaire sur la Terre. Mais si les variations de luminosité du Soleil ont pu dicter les changements climatiques des siècles passés, ce n’est plus vrai aujourd’hui. Pour la majorité des climatologues, la part du Soleil dans le réchauffement actuel n’est que secondaire face à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre. Il n’empêche. Certains « climatosceptiques » s’efforcent toujours de lier activité solaire et évolution du climat... En omettant allègrement que corrélation n’est pas causalité. Reste que les variations du Soleil sont réelles, multiples, et encore largement incomprises, tout comme les mécanismes internes de notre étoile qui les commandent. Ils sont donc sujets à débats, tout comme l’influence de ces variations sur la Terre, le rôle des ultraviolets ou des rayons cosmiques dans le réchauffement actuel par exemple. 30 | la recherche | décembre 2008 | nº 425


CLIMAT• I W

En deux mots W L’activité du Soleil varie : on le Terre a commencé il y a une trentaine d’années seule-

sait depuis que des astronomes chinois du IV e siècle ont observé à sa surface des taches sombres qui apparaissent et disparaissent périodiquement. La mesure précise de cette variabilité en termes d’énergie rayonnée vers la

ment, et l’interprétation des données acquises par des satellites suscite toujours de vives controverses. Les spécialistes de l’étoile, eux, peinent aussi à en proposer un modèle d’évolution suffisamment complet.

L’ inconstante activité de notre étoile

 Sommaire

1 - L’inconstante activité de notre étoile 2 - Du Soleil à la Terre 3 - L’atmosphère sous ultraviolets 4 - Polémique sur les rayons cosmiques 5 - Naomi Oreskes : « Un discours simpliste et conservateur »

Le Soleil chauffe-t-il la Terre plus ou moins qu’il y a un siècle ? Cette question motive depuis plusieurs années des observations en continu de notre étoile à l’aide de satellites, ainsi que des modélisations physiques de son fonctionnement. Hélène Le Meur e st journaliste

© THE GATEWAY TO ASTRONAUT PHOTOGRAPHY OF EARTH / NASA

à La Recherche.

[1] www.ipcc.ch /ipccreports/ar4-wg1.htm [2] J. Lean et D.H. Rind, Geophys. Res. Lett., 35, L18701, 2008.

E

t si c’était lui ? Dans le contexte du réchauffement actuel de la Terre, le Soleil est régulièrement pointé du doigt : les variations de sa luminosité joueraient-elles un rôle dans l’élévation de température observée depuis un siècle, voire dans celle de ces dernières décennies ? Que le rayonnement solaire influence notre climat, nul n’en doute. Il apporte à la surface de la Terre plus de 99,99 % de son énergie. Invoquer sa variabilité comme source possible de changements climatiques est donc tout à fait naturel. Toute la difficulté est d’en préciser la part exacte. Sur les trente dernières années, les conclusions du dernier rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC) publié en 2007 sont claires : l’influence du Soleil est négligeable par rapport à celle des émissions massives par l’homme de gaz à effet de serre  [1]. Dans un tout récent article, Judith Lean, du Naval Research Laboratory à Washington, qui était la responsable du groupe de travail chargé de ces questions au sein du GIEC, enfonce le clou et s’avance aussi pour le dernier siècle : « Négligeable sur les derniers vingt-cinq ans, la contribution solaire serait à l’origine de 10 % du réchauffement de ces cent dernières années [2]. » Reste qu’avant 1950 les chiffres sont encore très discutés : « Sur le plus long terme, la contribution du Soleil est

difficile à quantifier. Elle doit être prise en compte tout comme celle du volcanisme, qui en produisant des aérosols dans l’atmosphère, agit sur la température moyenne du Globe », précise Édouard Bard, du Collège de France et du Cerege, à Aix-en-Provence. Mais, aussi surprenant que cela puisse paraître, la mesure des variations de l’activité du Soleil n’est pas une mince affaire. La difficulté des observations et la complexité de phénomènes à l’œuvre au cœur de l’étoile exacerbent les débats. Il faut dire que les incertitudes sur le fonctionnement de notre étoile font la place belle aux interrogations.

Taches sombres Que notre astre ne brille pas de manière constante, on le sait depuis plusieurs siècles. Les astronomes chinois ont repéré des zones d’ombre temporaires à la surface de l’étoile dès le IVe siècle. Et à partir de 1610, les premières lunettes astronomiques braquées sur le Soleil ont suivi l’évolution de ces taches sombres, bien plus grandes que le diamètre de la Terre. Elles apparaissent et disparaissent au gré d’un cycle dont la périodicité est aujourd’hui évaluée à environ onze ans. Mais leur impact sur Terre est alors loin d’être envisagé. L’un des pionniers dans ce domaine est l’astronome de Louis XV, Jean-Jacques Dortous de Mairan. En 1730, nº 425 | décembre 2008 | la recherche | 31


CLIMAT• I [3] J.-J.D. de Mairan, TraitÊ physique et historique de l’aurore borÊale, Imprimerie royale, Paris, 1733.

ĂƒOXMU^QYQZ`QZcM``_\M^YĂ?`^QOM^^ĂŽ

il est le premier à Êtablir une relation entre un phÊ- en absorbe une partie. Or, les variations de ce rayonnenomène solaire et une manifestation dans l’atmosphère ment solaire mesurÊes par diffÊrentes missions succesterrestre. En recensant les aurores borÊales observÊes sives, que les spÊcialistes appellent  irradiance totale  aux moyennes latitudes, il constate que leur frÊquence se sont rÊvÊlÊes très petites. Tout le monde s’accorde diminue avec le nombre de taches solaires aux environs à peu près sur une fluctuation de l’ordre de 0,1 % au [4] E. Bard et M. Frank, de 1645 et augmente tout comme la quantitÊ de taches, cours du cycle de onze ans. La tendance à long terme, Earth Planet. Sci. Lett., 248, 1, 2006. vers 1715  [3]. La pÊriode d’activitÊ solaire très calme, elle, est plus sujette à caution : les trente ans de donentre ces deux dates, baptisÊe par la suite minimum de nÊes ne garantiraient pas encore le recul nÊcessaire [5] C. FrÜhlich et J. Lean, Maunder (du nom de celui qui l’Êtudia un siècle plus pour l’identifier sans ambiguïtÊ, ouvrant la porte à de Astron. Astrophys. Rev., 12, 273, 2004. tard), correspond justement à un Êpisode de refroidis- nombreuses discussions.  Les Ênormes enjeux ont, hÊlas, sement sur Terre, que l’on appelle aujourd’hui le petit tendance aujourd’hui à transformer ce dÊbat scientifique [6] R.C. Willson et A.V. Mordvinov, Geophys. âge glaciaire. Depuis, cette coïncidence entre Êpisodes en une confrontation d’idÊes mÊdiatisÊes, occultant ainsi Res. Lett., 30, 1 199, 2003. froids et cycles solaires avec peu de taches a ÊtÊ Êtablie la relative fragilitÊ de ces rÊsultats, qui reposent sur des et prouve bien l’influence de notre Êtoile sur l’atmos- mesures expÊrimentales faillibles et sur de nombreuses [7] M. Lockwood et C. phère terrestre tout au long hypothèses , explique Thierry FrÜhlich, Proc. Roy. Soc. A, 463, 2 447, 2007. de la pÊriode prÊindustrielle. ActivitÊ solaire très calme Dudok de Wit, de l’universitÊ D’autant que l’on retrouve les et refroidissement d’OrlÊans. mêmes cycles dans les archiIl faut dire que la reconstituves climatiques (stalagmites, de la Terre vont de pair tion de l’Êclairement solaire carottes de glace, coraux, sÊditient vraiment du dÊfi. Il a fallu ments lacustres, etc.) [4]. fusionner les donnÊes d’au moins six expÊriences Le rÊchauffement actuel serait-il ainsi liÊ à une acti- spatiales. RÊsultat, les trois Êquipes concurrentes, suisse, vitÊ croissante du Soleil ? Pour faire la part entre cette belge et amÊricaine, qui y ont travaillÊ obtiennent trois influence solaire et celle d’autres facteurs, il faut des reconstructions diffÊrentes ! Chaque instrument ayant donnÊes quantitatives prÊcises. Or, les premières sa propre dÊrive, et chaque Êquipe sa façon de la corriger. mesures systÊmatiques du rayonnement solaire n’ont Ce qui n’a pas manquÊ d’alimenter de vives controverses. dÊbutÊ qu’en 1978, avec les premières missions spatia- Par exemple, à partir des deux premiers cycles mesurÊs, les conçues dans ce but [fig. 1]. Pour suivre prÊcisÊment en particulier des minima de 1986 et 1997, l’Êquipe de la quantitÊ d’Ênergie rayonnÊe par le Soleil reçue par Claus FrÜhlich, du World Radiation Center de Davos, la Terre au cours du temps, il faut en effet se placer en et de Judith Lean y voyait une Êvolution stable [5], tandehors de l’atmosphère terrestre, puisque cette dernière dis que l’AmÊricain Richard Willson de la NASA et de l’universitÊ Columbia à New York en dÊduisait une augmentation annuelle de 0,005 % depuis le milieu Fig.1 Trente ans d’Êclairement des annÊes 1980 [6] ! Aujourd’hui, un cycle plus tard, les dernières observations semblent donner raison à la première Êquipe et penchent même en faveur d’une lÊgère diminution du rayonnement solaire, ce qui ne va pas dans le sens du rÊchauffement terrestre [7]. ,.13

Champs magnĂŠtiques ,.11

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,433

,443

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Cette courbe reprÊsente L’Êclairement, c’est-à-dire la quantitÊ d’Ênergie reçue  du Soleil sur Terre, au cours des trois derniers cycles solaires (21, 22 et 23). Elle rÊsulte de l’assemblage de mesures rÊalisÊes par diverses missions spatiales (en diffÊrentes couleurs) et qui ont dÝ être calibrÊes. La tendance à long terme n’est dÊtectable que d’un minimum d’activitÊ solaire à l’autre, les maxima d’activitÊ Êtant des pÊriodes de variations de forte ampleur à bien plus haute frÊquence.

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À plus long terme, sur quelques siècles, la reconstruction de l’histoire de l’Êclairement solaire passe par des indicateurs indirects, qui reflètent l’Êvolution de l’activitÊ magnÊtique du Soleil, liÊe à son rayonnement. Ce sont principalement les  isotopes cosmogÊniques , ces atomes comme le carbone-14, le bÊryllium-10 ou le chlore-36, dont la production dans l’atmosphère dÊpend du champ magnÊtique du Soleil et du champ magnÊtique d’origine interne de la Terre [8]. Pour Édouard Bard, il est fondamental de cumuler les informations de diffÊrentes sources :  Les mesures spatiales du rayonnement solaire sur les dernières dÊcennies, les indicateurs gÊomagnÊtiques sur plus d’un siècle et au-delà les isotopes cosmogÊniques. Étant observÊs sur Terre, les deux derniers sont affectÊs à la fois par des phÊnomènes terrestres et solaires, d’oÚ


CLIMAT• I

696 000 km

494 000 km

Le Soleil en boîte Le Soleil est une grosse boule de gaz ionisé qui brille depuis 4,6 milliards d’années, essentiellement composée d’hydrogène et d’hélium. Son cœur, qui atteint une température de 15,5 millions de degrés, est un réacteur nucléaire stabilisé qui transforme l’hydrogène en hélium. C’est l’énergie produite par cette transformation qui finit par rayonner à l’extérieur. Autour du cœur, dans la zone radiative (≈ 500 000  kilomètres) où le gaz est très ionisé, elle est transportée par la diffusion des photons produits par la fusion. Dans la zone suivante dite « convective » (≈ 200 000  kilomètres) et plus opaque, les photons progressant difficilement, les mouvements de convection prennent donc le relais pour l’évacuer. La photosphère,

© infographie www.gregoire.cirade.com

W

couche externe très fine produit alors la lumière visible que nous recevons. À l’échelle des milliards d’années, le modèle standard, fondé sur les équations qui décrivent la gravité, les réactions nucléaires et la physique atomique, reproduit très bien les grandes lignes de ce schéma. Mais il ne prend en compte ni la rotation de l’étoile ni son champ magnétique interne et pas plus les phénomènes des couches externes, comme les taches associées à des champs magnétiques très forts, qui relèvent de la dynamique des fluides et des plasmas. Or, pour comprendre les fluctuations du champ magnétique et donc la variabilité du rayonnement solaire à toutes les échelles, on ne peut pas négliger ces aspects. Il faut tout intégrer dans un seul modèle. Idéalement,

il faudrait le faire en trois dimensions. Pour l’instant, on a construit plusieurs blocs qui décrivent les différentes parties. Sacha Brun, du Commissariat à l’énergie atomique, a développé un modèle de la zone convective en rotation, magnétisée [1] ou non [2], et un autre de la partie radiative [3]. La zone de transition, entre régions radiatives et convectives, la tachocline, focalise l’intérêt car l’interaction entre les champs magnétiques des deux régions à ce niveau paraît déterminante. Reste donc à assembler les pièces. Entreprise ardue, mais que les progrès escomptés d’ici cinq ans en termes de capacité numérique devraient faciliter. [1] A.S. Brun et al., ApJ., 614, 1073, 2004. [2] M. Miesch et al., ApJ., 673, 557, 2008. [3] A.S Brun et J.-P. Zahn, A&A, 457, 665, 2006.

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CLIMAT• I interdisciplinarité

D’un rapport à l’autre W À quoi tient la différence entre les rapports du GIEC de 2001 et 2007,

quant à l’influence de la variabilité solaire sur le climat ? Dans la reconstitution de l’évolution de l’éclairement total du Soleil prise en compte en 2001, la valeur du minimum de Maunder, période de cycles solaire très calme autour de 1700, était fondée sur un résultat obtenu en 1990 non pas sur le Soleil, mais sur un ensemble d’étoiles de type solaire [1]. Or, en 2004, ce résultat a été démenti [2]. La courbe d’évolution a donc été revue, et la variabilité déduite diminuée. C’est cette révision qui conduit à la conclusion 2007. Le climatologue Édouard Bard, du Collège de France, voit là « la preuve que, contrairement à une critique récurrente, le GIEC prend en compte des travaux d’autres spécialités, en l’occurrence d’astrophysiciens spécialistes de toutes les étoiles de type solaire ». [1] S. Baliunas et R. Jastrow, Nature, 348, 520, 1990. [2] J.C.Hall et G.M. Lockwood, Astrophys. J., 614, 942, 2004.

[8] E. Bard et al., Tellus, 52B, 985, 2000. [9] L. Jouve L. et A.S. Brun, A&A, 474, 239, 2007.

la complexité de leur interprétation. Mais les isotopes cosmogéniques sont le seul moyen de remonter très loin, et c’est ce que nous espérons faire en analysant une nouvelle carotte de glace extraite du Dôme Talos en Antarctique. » La reconstitution de l’évolution du rayonnement total pourra donc être précisée. Cependant, si l’éclairement total du Soleil est évidemment le premier paramètre à analyser – entreprise déjà ardue, nous l’avons vu – l’approche paraît aujourd’hui insuffisante. Il s’agit en effet de la somme des rayonnements émis par le Soleil sur une vaste plage de longueurs d’onde. Or si la résultante totale évolue peu, la variabilité et l’impact sur Terre de chacune des composantes diffèrent considérablement. C’est particulièrement vrai du rayonnement ultraviolet, très important pour le climat (lire « L’atmosphère sous ultraviolets », p. 38). « Aujourd’hui, toute la subtilité du spectre lumineux du Soleil n’est pas prise en compte. C’est la prochaine étape nécessaire. De ce point de vue, la tendance du dernier rapport du GIEC à réduire à moins de 15 % l’influence du Soleil demande à être confirmée », commente Sacha Brun, spécialiste des modèles dynamiques du Soleil au Commissariat à l’énergie atomique. Une autre voie pour réussir à quantifier la variabilité

de notre étoile consiste à comprendre l’origine de ses fluctuations. Et se situe justement du côté des modèles qui simulent les mécanismes à l’œuvre dans l’astre. Là aussi, les questions ouvertes sont légion. Quelle est l’origine des taches ? Quel est le moteur du cycle de onze ans [9] ? La dynamique interne de l’étoile génère-t-elle d’autres cycles à plus long terme ? En moins de vingt ans, la connaissance du Soleil a énormément avancé, en particulier grâce au satellite européen SOHO [10]. Mais force est de constater qu’aujourd’hui aucun modèle « standard » de la dynamique globale du Soleil n’est capable de générer de luimême le cycle de onze ans et ses taches, ni la variation de 0,1 % du rayonnement observée. Outre la complexité du problème et les capacités limitées des calculateurs, ce constat reflète un tout autre écueil, explique Sylvaine Turck-Chièze : « Jusqu’ici la modélisation du Soleil a été réalisée par deux communautés d’astrophysiciens qui n’interagissaient pas du tout. D’un côté, ceux qui reproduisent les grands traits de l’évolution des étoiles sur des milliards d’années au moyen d’un modèle dit standard, fondé sur les équations gérant les équilibres fondamentaux et la production et propagation de l’énergie [11]. De l’autre, ceux qui cherchent à comprendre les phénomènes de surface liés aux fluctuations du champ magnétique externe, comme les éruptions solaires ou les taches, se déroulant sur des heures, voire des mois ou des années [12]. Ce sont deux approches radicalement différentes. »

Mouvements superficiels

Les « modèles de surface », bien plus ad hoc, n’essaient pas d’expliquer l’origine de l’activité magnétique du Soleil. [10] S. Turck-Chièze, in Ils simulent les mouvements superficiels pour évaluer Rotation of Sun and Stars, au mieux l’énergie transmise sous forme de lumière et Lecture Notes in Physics 765, 121, 2008. calculer le rayonnement résultant. Ce faisant, ils retrouvent bien la variation de 0,1 % en expliquant pourquoi, [11] S. Turck-Chièze paradoxalement, les taches solaires plus sombres et et S. Talon, Adv. Space. Res., 41, 855, 2008. plus froides conduisent à une luminosité plus grande du Soleil. En fait, elles sont combinées à des zones plus [12] P. Foukal et al., brillantes et plus chaudes, les facules, qui dominent le Nature, 443, 161, 2006. bilan final. En revanche, la valeur prédictive de ces modè[13] S. Turck-Chièze et al., les est limitée. Aucun n’est capable de prévoir aujourd’hui Experimental Astronomy avec certitude le prochain cycle de onze ans. 23, doi:10.1007/s10686008-9111-z, 2008. En fait les deux approches ont besoin l’une de l’autre. D’autant que si la variabilité du Soleil ne se réduit pas aux seules taches de surface, une approche globale est le seul moyen d’exhiber des processus internes capables de faire varier le rayonnement total sur des échelles plus longues. C’est toute la démarche de Sacha Brun : Cette image, en coupe, d’une tache solaire de 15 000 kilomètres de diamètre et de 5000 kilomètres de « Le Soleil est une étoile, il tourne, profondeur a été obtenue par simulation numérique. Seul un modèle local permet de reproduire aussi il est magnétique, et tout cela joue précisément l’évolution de la surface du Soleil. FROM REMPEL ET AL., 2009, ASTROPHYS. J., © AMERICAN ASTRONOMICAL SOCIETY sur son évolution. Pour avoir une 34 | la recherche | décembre 2008 | nº 425


© DR. A.S. BRUN, CEA-SACLAY, SERVICE D’ASTROPHYSIQUE

Cette simulation  de la composante longitudinale du champ magnétique dans toute la zone convective du Soleil montre  comment il se structure à cette échelle (en rouge la polarité positive et en bleu la polarité négative).

vision d’ensemble, tout est à intégrer dans un seul et même modèle. » Même si, pragmatique, il reconnaît qu’il faut procéder par étape et assembler les différentes pièces du modèle, une fois chacune validée. D’ici cinq ans, il espère avoir un premier modèle tridimensionnel assez réaliste. Il faudra probablement plus longtemps pour arriver au modèle vraiment complet, selon Sylvaine Turk-Chièze, mais le chemin est tracé. Et les nombreuses expériences spatiales, en cours ou à venir, qui scrutent notre étoile devraient fournir les observations nécessaires pour ajuster les modèles. Pour n’en citer que quelques-unes, le satellite SOHO observe depuis plus de treize ans en permanence le cœur du Soleil et sa région convective, le satellite japonais Hinode enregistre actuellement en détail les phénomènes superficiels. En 2009 devraient s’envoler la mission américaine SDO, qui permettra l’étude de la partie convective plus profonde, et le microsatellite européen Picard, qui observera l’évolution du diamètre solaire. Et, encore dans les cartons, l’ambitieux projet Dynamiccs [13] de deux satellites placés en vol en formation pour sonder le Soleil du cœur à la couronne. Responsable du projet, Sylvaine Turk-Chièze réaffirme sa position de physicienne du Soleil : « Tant que l’histoire complète du champ magnétique de l’étoile n’est pas écrite, nous ne pourrons pas vraiment quantifier toute l’influence du Soleil sur la Terre et prétendre la prédire. Il y a urgence à fournir ces informations. » La « climatologie spatiale » n’est encore qu’une expression couchée sur le papier. Mais tôt ou tard, elle sera opérationnelle. Cela paraît désormais inéluctable.  WW H. L. M. nº 425 | décembre 2008 | la recherche | 35


CLIMAT• II

Du Soleil à la Terre

© illustrations Jean-pierre cagnat

Le Soleil envoie vers la Terre des rayonnements électromagnétiques, de l’ultraviolet à l’infrarouge. Il éjecte aussi des particules, plus ou moins énergétiques et porteuses de charges électriques. Toutes ces émissions sont à l’origine d’autant de mécanismes capables d’agir sur la dynamique de l’atmosphère et sur le climat.

Rayons cosmiques Déviées par le champ magnétique et le vent solaires, ces particules extragalactiques chargées ionisent l’atmosphère. Ce qui pourrait favoriser la création d’aérosols, servant de noyaux de condensation autour desquels se forment les nuages. Cet effet est très controversé.

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Particules énergétiques

Circuit électrique

Ultraviolet extrême

Accélérées lors des éruptions solaires et dans le champ magnétique terrestre, ces particules ionisent la haute atmosphère où elles participent à des réactions chimiques qui détruisent l’ozone.

L a différence de potentiel de plusieurs centaines de kilovolts entre l’ionosphère et le sol est affectée par les particules énergétiques et peut-être par le rayonnement ultraviolet. Or, ce champ électrique pourrait influer sur la microphysique des nuages.

C e rayonnement, dont la longueur d’onde est comprise entre 100 et 180 nanomètres, est entièrement absorbé dans l’ionosphère où il ionise l’air. Son impact sur le climat reste mal connu.

Ultraviolet C e rayonnement a des effets directs sur la production d’ozone dans la stratosphère. Ce qui influe sur les ondes planétaires et modifie le bilan radiatif des couches inférieures.

Rayonnements visibles et infrarouges Ces émissions lumi-

neuses parviennent jusqu’à la surface. Elles réchauffent les sols, les océans et la troposphère.


CLIMAT• II

Particules énergétiques

Rayons cosmiques

Rayonnements

vent solaire Ce flot de plasma provenant du Soleil perturbe le champ magnétique terrestre. Il provoque l’accélèration des particules chargées qui se précipitent dans l’atmosphère près des pôles.

Magnétosphère Orbite L a forme de l’orbite terrestre (excentricité, périodes de 100 000 et 400 000 ans), l’angle entre l’équateur et l’orbite terrestre (obliquité, période de 41 0000 ans) et la précession de l’axe de la Terre (périodes de 19 000 et 23 000 ans) sont à l’origine des ères glaciaires et interglaciaires.

Page réalisée avec la collaboration de Thierry Dudok de Wit, du laboratoire de physique et chimie de l’environnement d’Orléans. Infographie : Grégoire Cirade.

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CLIMAT• III W En deux mots W Le rayonnement ultravio-

let du Soleil ionise l’atmosphère, entraînant la production d’ozone dans la stratosphère et pro-

voquant des réactions chimiques elles-mêmes productrices de chaleur. Les modèles montrent que ces phénomènes ont des conséquences sur

la température de la haute atmosphère, mais on ne sait pas encore en quantifier les effets au niveau du sol.

L’atmosphère sous ultraviolets La partie la moins intense du rayonnement solaire est aussi la plus instable dans le temps. Elle varie beaucoup au cours d’un cycle d’activité de notre étoile. Ses variations sont en outre amplifiées par la chimie de la haute atmosphère. Thierry Dudok de Wit est professeur à l’université d’Orléans. Il travaille au laboratoire de physique et chimie de l’environnement. ddwit@cnrs-orleans.fr

A

u sommet de l’atmosphère terrestre, chaque mètre carré reçoit 1 366 watts du rayonnement solaire. Depuis 1978, les instruments embarqués sur les satellites mesurent avec précision cette « irradiance totale ». Les observations ont révélé que

cette valeur varie de 0,09 % en suivant le cycle d’activité solaire de 11 ans. Au niveau du sol, le changement de température induit uniquement par cette variation serait de l’ordre de 0,06 à 0,17 °C [1]. Pas suffisant pour expliquer le réchauffement climatique actuel, estiment une majorité de climatologues : il fau-

Le rayonnement ultraviolet est, pour  l’essentiel, absorbé par les couches supérieures de l’atmosphère, où il déclenche des réactions chimiques, en particulier la production d’ozone.

38 | la recherche | MOIS 2008 | nº 000


CLIMAT• III de 90 kilomètres d’altitude. Les longueurs d’onde supÊrieures sont davantage absorbÊes dans la stratosphère, typiquement entre 20 et 50 kilomètres. Les ultraviolets y ionisent les gaz et y dissocient les molÊcules de dioxygène et de diazote par photolyse, entraÎnant des rÊactions chimiques en chaÎne qui libèrent de la chaleur. Certaines d’entre elles jouent un rôle fondamental : elles produisent de l’ozone. C’est ce mÊcanisme de production de l’ozone qui est intÊgrÊ par les modèles de circulation gÊnÊrale qui prennent en compte le rayonnement ultraviolet du Soleil. Il a ÊtÊ proposÊ dès 1994 par Joanna Haigh, de l’Imperial College de Londres [3]. Elle a alors dÊcrit comment la prÊsence de l’ozone stratosphÊrique affecte les plus basses couches atmosphÊriques. Comme l’ultraviolet parvient plus intensÊment

[3] J. Haigh, Nature, 370, 544, 1994.

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Le Soleil rayonne la plus grande part de sa puissance (surface sous la courbe dans le graphe du haut) dans les longueurs d’onde visibles et infrarouges. Seule une partie parvient au sol (en bleu). La variabilitÊ de la luminositÊ solaire, sur un cycle de 11 ans, (graphe du bas) est, elle, minime en infrarouge et en visible, mais devient très grande en ultraviolet.

nÂş 425 | dĂŠcembre 2008 | la recherche | 39

Š Bruno bourgeois (D’après une figure de M. Lockwood, 2003)

Š DIGITAL / JOHNSON SPACE CENTER / NASA

[2] J. Lilensten et al., Annales Geophysicae, 26, 269, 2008.

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RÊpercussions au sol Ces effets observables des Êmissions ultraviolettes ont amenÊ certains climatologues à se demander si la grande variabilitÊ de ce rayonnement ne pouvait expliquer les modifications climatiques passÊes, ou une part du rÊchauffement actuel. Pour en savoir plus sur ces questions, ils ont recours aux modèles atmosphÊriques de circulation gÊnÊrale. Ces derniers, toujours en cours de dÊveloppement, permettent de simuler l’Êvolution des paramètres mÊtÊorologiques (vents, tempÊrature, ‌) à l’Êchelle du Globe en incluant de nombreux mÊcanismes physiques et, depuis peu, chimiques. Le principal dÊfi de ces modèles est de pouvoir expliquer dans quelle mesure une variation du rayonnement ultraviolet peut avoir des rÊpercussions jusqu’au niveau du sol. Car, contrairement aux Êmissions solaires visibles et infrarouges qui sont essentiellement absorbÊes par la troposphère et la surface, la composante ultraviolette n’atteint qu’en partie les basses couches atmosphÊriques. Les longueurs d’onde infÊrieures à 180 nanomètres sont principalement absorbÊes dans l’ionosphère, au-delà

[1] J. D. Haigh, Living Reviews in Solar Physics, 4, 2007.

Fig.1 Le Soleil vu de la Terre

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drait une variation d’irradiance deux ou trois fois plus importante pour expliquer la variation simultanÊe de la tempÊrature observÊe au sol. Pourtant, comme les donnÊes climatiques, en particulier la tempÊrature, varient elles aussi selon l’activitÊ solaire, il est clair que le Soleil joue un rôle non nÊgligeable sur le climat. Par quel mÊcanisme ? Première constatation : la faible variation de l’irradiance totale cache des modulations beaucoup plus fortes suivant la gamme de longueurs d’onde que l’on considère. Bien que les composantes infrarouges et visibles reprÊsentent la quasi-totalitÊ de l’irradiance totale, leur amplitude relative reste très faible sur un cycle solaire. En revanche, la variation relative des Êmissions ultraviolettes, qui ne reprÊsentent que 7 % de la puissance totale, est beaucoup plus grande. Elle avoisine les 2 % à 300 nanomètres et dÊpasse 100 % au-dessous de 100 nanomètres, dans l’ultraviolet extrême [fig.1]. MalgrÊ leur faible intensitÊ, ces Êmissions ultraviolettes ont des effets sensibles sur l’atmosphère, au moins sur des Êchelles de temps de l’ordre de la journÊe. On les observe lors d’Êruptions solaires toujours accompagnÊes d’un fort accroissement du rayonnement ultraviolet. Les communications radio sont alors perturbÊes, et les signaux GPS sont brouillÊs par l’Êchauffement de l’ionosphère qu’induit le rayonnement ultraviolet. De plus, les satellites les plus proches de la Terre perdent de l’altitude par frottement avec la haute atmosphère, preuve que celle-ci se dilate [2], donc se rÊchauffe.


CLIMAT• III

* Les ondes planétaires  ou ondes de Rossby sont des perturbations  de grande échelle  qui affectent l’atmosphère.

[4] K. Labitzke, GRL, 14, 535, 1987. [5] J. Austin et al., JGR, 113, D11306, 2008.

sous les tropiques, l’ozone est principalement généré vers l’équateur, mais sa concentration s’homogénéise car il est transporté vers les plus hautes latitudes par les vents stratosphériques. Mais, phénomène plus important dans l’étude du réchauffement climatique, il modifie aussi le bilan radiatif de la troposphère en absorbant le rayonnement visible et infrarouge. Certains modèles intègrent également les réactions chimiques que l’ultraviolet provoque par photolyse. Par ses travaux pionniers, Karin Labitzke, de l’université libre de Berlin, a montré que la chaleur que les réactions chimiques libèrent affecte la propagation des ondes planétaires*, modifiant ainsi la circulation générale de l’atmosphère [4].

sance émise par le Soleil à la longueur d’onde radio de 10,7 centimètres. C’est un traceur commode de l’activité solaire : il est mesuré quotidiennement depuis 1947 à partir du sol, et cela, indépendamment des conditions météorologiques, alors que la mesure du rayonnement total nécessite différents instruments complexes embarqués dans les satellites. Mais son utilisation, au lieu du rayonnement ultraviolet lui-même, crée une approximation préjudiciable au réalisme des modèles. Un autre problème lié aux modèles est qu’ils considèrent l’atmosphère comme une succession de couches indépendantes, telles des pelures d’oignon. Ils se concentrent sur les premiers 15 à 20 kilomètres et ne permettent donc pas une prise en compte correcte des interactions entre les différentes couches. Malgré ces défauts et incertitudes, les derniers modèles Mesures continues qui prennent en compte les réactions sur l’ozone et les Afin de paramétrer les modèles qui prennent en réactions chimiques liées aux émissions ultraviolettes compte ces mécanismes et évaluer leur réalisme, du Soleil ont clairement révélé un impact sur le climat. les climatologues doivent s’appuyer sur des don- Ils ont montré qu’une augmentation du flux ultraviolet nées fiables et continues sur le flux de rayonnement conduit, en moyenne, à une hausse de la température ultraviolet du Soleil. Or, nous dans la stratosphère et dans la n’en disposons que depuis peu. Les derniers modèles ont troposphère, avec cependant de Comme il est en grande partie fortes disparités en fonction de établi un impact du flux absorbé par l’atmosphère, il a la latitude et de l’altitude. fallu en effet attendre la mise ultraviolet sur notre climat Il est cependant encore prémaau point d’instruments embarturé de se servir de ces modèqués dans des satellites. En 1977, le travail de mesure a les pour quantifier la hausse de la température au sol pu débuter avec l’américain Atmospheric Explorer-E. que l’ultraviolet induit. En effet, malgré une améMais ses instruments ne mesuraient que des portions lioration continue, ils prédisent des concentrations du spectre ultraviolet. Ce n’est que depuis 2002, avec en ozone dont la concordance avec les observations le satellite américain TIMED, que le spectre entier a reste insatisfaisante, tant en amplitude qu’en distrienfin pu être mesuré sans interruption. Ces données bution spatiale [5]. sont aujourd’hui récoltées par le satellite SORCE Conclusion provisoire : même si son impact est encore (Solar Radiation and Climate Experiment) et bien- incertain, la grande variabilité du rayonnement tôt par Solar Dynamics Observatory, le successeur de ultraviolet du Soleil reste un bon candidat à l’action l’européano-américain SOHO. de notre étoile sur le climat. Néanmoins une forte Quant aux variations du flux ultraviolet à long terme, majorité de scientifiques, ainsi que le Groupe d’exles seules indications proviennent d’indices indirects perts intergouvernemental sur l’évolution du climat concernant l’irradiance totale. Il s’agit du nombre de (GIEC), considèrent que cette contribution solaire est taches solaires, des variations journalières du champ aujourd’hui devenue secondaire face aux autres effets, magnétique terrestre ou des radio-isotopes cosmogé- naturels et anthropogènes. niques tels que le carbone-14 et le béryllium-10 (lire Il n’empêche que, même mineure, la contribution du « L’inconstante activité de notre étoile », p. 31). Les Soleil est réelle. Pour comprendre les mécanismes en incertitudes y sont très grandes. De plus, sans savoir jeu et affiner les résultats, il faudra lever les différents si la part des émissions ultraviolettes dans l’irradiance obstacles scientifiques dont nous venons de parler. totale a varié au cours des siècles, il est très difficile Une autre pierre d’achoppement est d’ordre structud’en tirer des conclusions sur le flux. rel : au sein du GIEC, le traitement de la composante Manque de recul dans les données récentes, ignorance ultraviolette est partagé entre deux groupes diffédes variations du flux à long terme... On se rend bien rents, l’un traitant des influences externes du climat compte de nos difficultés pour évaluer le change- et l’autre des modèles de circulation. Ce découpage ment de température induit au niveau du sol. C’est est à l’image des nombreuses barrières qui entravent le pourquoi les modèles n’intègrent pas directement le dialogue entre communautés scientifiques. Il explique flux ultraviolet mais un paramètre différent, l’indice en partie la place discrète occupée par le Soleil dans décimétrique f10.7. Cette variable représente la puis- les rapports du GIEC. W W T. D. de W.

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CLIMAT• IV W En deux mots W En 1997, la couverture nuageuse de la Terre est corrélée avec le flux de rayons cosmiques qui inonde notre planète.

Ces derniers favoriseraient en effet la formation d’aérosols propices à la condensation de l’eau atmosphérique. Une baisse de ce flux serait

donc responsable du réchauffement actuel. Mais après dix ans de controverse, cette hypothèse ne compte plus beaucoup de partisans.

Polémique sur les rayons cosmiques Plus le champ magnétique solaire est intense, moins il y a de nuages sur Terre. Ce phénomène, fondé sur des mécanismes indirects, a été ces dix dernières années au centre de vifs débats sur la corrélation du flux de rayons cosmiques et du réchauffement actuel. Jacques-Olivier Baruch est journaliste à La Recherche.

[1] H. Svensmark et E. Friis-Christensen, J. Atmosph. Solar-Terr. Phys., 59, 1225, 1997. [2] E. Pallé Bagó et C. J. Butler, Astronomy & Geophysics, 41, 4.18, 2000. [3] N. Marsh et H. Svensmark, Space Sci. Rev., 107, 317, 2003.

C

e sont des protons et d’autres particules électriquement chargées provenant de l’extérieur du système solaire. Ces « rayons cosmiques » sont pour la plupart déviés par le champ magnétique solaire. Ceux qui parviennent malgré tout dans l’atmo­sphère terrestre entrent en collision avec des molécules d’oxygène et d’azote. Ce faisant, ils produisent une cascade de particules plus légères et ionisent ainsi l’atmosphère, essentiellement vers 12 à 15 kilomètres d’altitude. Or les ions ainsi formés pourraient favoriser la formation d’aérosols qui, eux-mêmes, servent de noyaux de condensation autour desquels se forment les nuages. La baisse du flux de rayons cosmiques diminuerait donc la quantité de nuages renvoyant la lumière du Soleil. La

surface terrestre recevant plus de rayonnement solaire, la température de l’atmosphère augmenterait. Ce scénario expliquerait-il l’augmentation de température observée pendant le siècle dernier sur Terre ? En juillet  1997 deux Danois, Henrik Svensmark et Eigil Friis-Christensen, déclarèrent qu’en effet la couverture nuageuse de la Terre variait avec le rayonnement cosmique [1]. Afin d’étayer leur affirmation, Henrik Svensmark et Eigil Friis-Christensen avaient comparé la variation du flux de rayons cosmiques, mesuré indirectement par des moniteurs à neutrons au sol, et celle de la couverture nuageuse au-dessus des océans, déduite des données recueillies par les satellites météorologiques par l’International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP). Entre juillet 1983 et août 1994, les deux courbes semblaient bien corrélées [fig. 1].

© SEAWIFS PROJECT, NASA / GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, AND ORBIMAGE

Nuages bas

LA VARIATION DE la COUVERTURE NUAGEUSE dépendrait-elle de celle du flux de rayons cosmiques ? Deux Danois l’ont affirmé, pointant du doigt le rôle du Soleil.

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En 2000, utilisant eux aussi les données ISCCP, Enric Pallé Bagó et C. John Butler, de l’Armargh Observatory en Irlande, démontraient que la corrélation était maximale si l’on ne considérait que les nuages bas, dont l’altitude est inférieure à 3,2 kilomètres, dans la zone intertropicale [2]. Henrik Svensmark et Nigel Marsh, également à l’Institut de recherche spatiale danois, confirmèrent aussitôt cette importance des nuages bas. D’autres données de l’ISCCP devenant disponibles, Henrik Svensmark et Nigel Marsh publièrent ensuite, en 2003, une nouvelle courbe de la couverture de nuages bas sur la période 1983-2001 [fig. 1], allongeant selon eux la période de corrélation avec le flux de rayons cosmiques  [3]. Ces analyses furent fortement critiquées.


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Les variations entre le flux de rayons cosmiques (en rouge) et la couverture nuageuse (en bleu) semblent bien corrÊlÊes entre 1983 et 1994. Ce n’est plus le cas ensuite. Sauf si, comme Henrik Svenmark et Nigel Marsh, on leur applique une correction ad hoc (en vert). ,0 ,+

La reconstitution actuelle du flux de rayons cosmiques  (en rouge) et de la couverture nuageuse (en bleu) ne laisse apparaĂŽtre aucune corrĂŠlation.

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tions du climat. Il faut en effet approfondir le rôle de l’ionisation. L’idÊe qu’un milieu ionisÊ favorise la formation d’aÊrosols n’est pas nouvelle. Elle avait dÊjà ÊtÊ utilisÊe en 1911 par Charles Wilson quand il avait inventÊ la chambre à brouillard pour ses Êtudes sur les ions. Aujourd’hui l’Êtude des traÎnÊes de condensation des avions permet de commencer à quantifier cet apport de l’ionisation à la formation des nuages. Fangqun Yu et Richard Turco, de l’universitÊ de New York, ont dÊveloppÊ un modèle dans lequel croissent des groupes d’aÊrosols molÊculaires de ces traÎnÊes de condensation. Ils ont montrÊ qu’une augmentation du taux d’ionisation de 25 % accroÎt de 4 % la quantitÊ d’aÊrosols d’acide sulfurique et d’eau qui peuvent former des noyaux de condensation [7]. L’altitude à laquelle ces aÊrosols se concentrent serait comprise entre 4 et 7 kilomètres, au-dessus des nuages bas dÊcrits par les Danois. D’autres rÊsultats sont attendus des expÊriences. Cloud, qui sera menÊe au CERN à partir de 2009, consiste à observer comment un flux de protons, simulant les rayons cosmiques, forme des aÊrosols dans une chambre à bulles. W W J.-O. B.

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[4] C. Stubenrauch et al., J. of Climate, 12, 3 419, 1999. [5] http://isccp.giss.nasa .gov [6] T. Sloane et A. Wolfendale, Environ. Res. Lett.,3, 024001, 2008. [7] F. Yu et R. P. Turco, J. Geophys. Res., 106, 4 797, 2001.

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Š D’après les donnÊes du NGDC (Huancayo/­Haleakala) et ISCCP.

Cette annÊe, Terry Sloane, de l’universitÊ de Lancaster, et Arnold Wolfendale, de l’universitÊ de Durham, ont analysÊ les rÊsultats des Danois sous d’autres angles [6]. Comme le flux de particules cosmiques arrivant sur Terre dÊpend de la force du champ magnÊtique du Soleil, il varie sur un cycle solaire. Mais davantage aux pôles (50 %) qu’à l’Êquateur gÊomagnÊtique (5 %). On s’attendrait alors que la plus forte variation de la couverture nuageuse se produise aux hautes latitudes. Or c’est sous les tropiques que les Danois la trouvent. Terry Sloane et Arnold Wolfendale se sont aussi appuyÊs sur d’autres variations du flux de rayons cosmiques : celles, sporadiques, qui se produisent lors des brusques Êjections de matière solaire. Ces ÊvÊnements dits de Forbush conduisent à des diminutions du flux de rayons cosmiques de 10 % à 20 % en quelques jours. Leur avantage est que leur Êtude ne dÊpend pas des incertitudes sur les donnÊes satellitaires à long terme telles que les dÊfauts de calibration ou la lente dÊviation des satellites sur leur orbite. RÊsultat : Terry Sloane et Arnold Wolfendale Êvaluent à seulement 23 % la probabilitÊ qu’il existe un lien Êtroit entre le flux de rayons cosmiques et la couverture nuageuse. L’hypothèse de Henrik Svensmark est-elle donc à rejeter ? Il est clair que la variation du flux de rayons cosmiques liÊe à celle de l’activitÊ du Soleil n’explique pas le rÊchauffement climatique constatÊ ces dernières annÊes. Cependant, tout n’est pas vain dans cette polÊmique. Elle a permis d’attirer de nombreuses Êquipes sur la question de la formation des nuages, dont le rôle peut être important vis-à-vis des varia-

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Variation tropicale

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Les donnÊes sur la couverture nuageuse Êtaient très imprÊcises. Quand seul un canal dans l’infrarouge est utilisÊ, les imageurs à bord des satellites gÊostationnaires ne peuvent pas distinguer les nuages bas de la surface terrestre, car le contraste entre les deux est trop faible. De plus, le signal renvoyÊ par les nuages bas est similaire à celui des cirrus fins de haute altitude  [4]. On pouvait donc les confondre. En outre, l’incertitude sur les donnÊes (de 1 % à 3 %) Êtait du même ordre de grandeur que la variation mesurÊe. Enfin, la durÊe d’observation n’Êtait pas suffisante. Un autre problème concernait le traitement des donnÊes. En effet, dans leur article de 2003, Henrik Svensmark et Nigel Marsh arguèrent d’une mauvaise calibration des satellites gÊostationnaires entre 1994 et 1995 pour appliquer une correction ad hoc aux donnÊes postÊrieures sur les nuages. Aujourd’hui, les donnÊes ISCCP, disponibles de juillet  1983 à juin 2007, ont ÊtÊ prudemment recalibrÊes jusqu’en juin 2005 [5]. Aucune corrÊlation n’est plus visible après 1994 entre les courbes du flux de rayons cosmiques et de la couverture nuageuse [fig. 2].

Š D’après J. Haigh.

Fig.1 Rayons cosmiques et couverture nuageuse


CLIMAT• V W En deux mots W Depuis la fin des années 1980, des groupes très organisés défendent l’idée que le Soleil est le premier responsable

de la hausse de la température moyenne du Globe. Ils s’appuient sur les incertitudes de la science climatique pour entretenir le doute.

Pour l’essentiel, ces critiques émanent d’alliances entre des idéologues ultralibéraux et des industriels émetteurs de dioxyde de carbone.

Naomi Oreskes :

« Un discours simpliste  et conservateur »

Les « climatosceptiques » mettent en cause pêle-mêle l’ampleur du réchauffement climatique et la responsabilité de l’homme. Pourquoi le rôle prépondérant du Soleil est-il leur argument favori ?

sciences de la Terre, dirige le département « culture, arts et technologie » à l’université de Californie à San Diego.

La Recherche : Quel regard portez-vous sur le débat concernant le rôle du Soleil dans le réchauffement climatique ? Naomi Oreskes : Personne

ne conteste que le Soleil joue un rôle clé dans le climat terrestre. La question est de savoir si ce facteur peut expliquer le réchauffement observé depuis un siècle. À l’évidence, ce n’est pas l’avis de la très grande majorité de la communauté scientifique. Cette idée a été explorée en détail :

n’oublions pas que c’est une des premières questions que les climatologues se sont posées lorsque s’est engagée la discussion sur le changement climatique à la fin des années 1980. Dès le début, une part énorme de l’effort scientifique a été consacrée à démêler l’importance relative des différents facteurs (Soleil, gaz divers, aérosols…) susceptibles de modifier le climat. Cet effort ressort clairement de la lecture des rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), qui sont particulièrement détaillés sur ces questions. Dans l’état présent des connaissances, il apparaît que la composante solaire de l’actuel réchauffement est très minoritaire (de l’ordre de 10 %) par rapport aux gaz à effet de serre et à la déforestation, autrement dit aux phénomènes liés à l’action de l’homme. Il faut souligner que, depuis le début de ce débat, nous avons accumulé beaucoup de données sur la question, en particulier celles fournies par les satellites depuis les années 1970. Et, rapport après rapport, l’importance prédominante des activités humaines est confirmée. Comment expliquez-vous alors la persistance de cette discussion ? Naomi Oreskes : La communauté scientifique n’exclut

pas, bien sûr, la possibilité qu’un nouveau mécanisme, par lequel l’activité solaire influerait davantage sur le climat, soit découvert un jour. Mais rien de convaincant n’a pour l’instant été proposé en la matière, et

© CHARLES KAZILEK

Naomi Oreskes, h istorienne des


CLIMAT• V aucune tendance pluridécennale en matière de rayon- Et ce depuis l’émergence du débat climatique, vers la nement solaire n’a encore été établie. Pour moi, plus fin des années 1980. Ils ont des stratégies de commuque d’une réalité scientifique, la persistance de ce nication très élaborées, très efficaces ; ils travaillent dur débat résulte d’une stratégie de communication des pour comprendre le fonctionnement des médias, pour « climatosceptiques ». Ces derniers martèlent une former leurs porte-parole à argumenter efficacement ; explication simpliste qui se résume à dire  : « C’est la ils sont bien financés et depuis longtemps, ils ont des faute du Soleil ». Et ils la réactivent périodiquement contacts dans la presse, au Congrès, publient des brosoit à la lumière de nouvelles données, soit, à défaut, chures, achètent du temps d’antenne à la radio et à la en recyclant d’anciens résultats. télévision, organisent des conférences et des ateliers. De tels propos ne sont pas systématiquement réfu- J’ai étudié l’une de leurs principales organisations, tés par les auteurs des conclusions du GIEC. Vous le George Marshall Institute, particulièrement intésavez, les scientifiques ne sont ressante de ce point de vue. pas forcément très portés sur Les parties du rapport du Il s’agit d’un « think tank » la communication ; ils ont tenfondé par un émiGIEC pour Monsieur Tout-le- influent, dance à penser qu’en produinent physicien, Frederick Seitz sant périodiquement un rap- monde sont assez indigestes (décédé en mars  2008), qui port ils ont fait tout ce qui était avait présidé l’Académie des de leur ressort pour informer le public de l’état des sciences américaine. Frederick Seitz a travaillé dans les connaissances. Or, même les parties du rapport du années 1970 et 1980 pour le cigarettier R. J. Reynolds : GIEC destinées à « Monsieur Tout-le-monde » sont il était chargé de diriger un programme de recherassez techniques et indigestes. En tant qu’historienne che contestant le lien entre la cigarette et le cancer du des sciences de la Terre, je consacre toute ma vie pro- poumon. L’argumentaire développé à l’époque avait fessionnelle à comprendre ces débats. Je peux vous pour objectif d’accréditer l’existence d’un « doute raidire que c’est difficile et que cela demande beaucoup sonnable » afin d’empêcher toute réglementation. En de travail ! Quand les « climatosceptiques » viennent substance, le message était que les faits n’étaient pas tout mettre sur le compte du Soleil, ils font le pari que prouvés, que personne ne savait au juste ce qu’était le cette idée simpliste marquera davantage les esprits que cancer, que les études établissant un lien entre cancer le message plus complexe des scientifiques. et tabac avaient des défauts méthodologiques et qu’il fallait plus de recherches avant d’agir. Cette stratéVous semblez penser que les « climatosceptiques » sont très gie a été très efficace parce qu’elle contient évidemorganisés. ment une part de vérité : oui, le cancer est une malaNaomi Oreskes : En tout cas aux États-Unis ils le sont ! die complexe avec énormément d’inconnues, que

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CLIMAT• V nous sommes aujourd’hui encore loin d’avoir entièrement réduites. Il était donc tout à fait légitime de réclamer davantage de recherche. Néanmoins le but réel n’était pas de faire avancer la science mais de permettre à Reynolds de se défendre devant les tribunaux. C’est cette stratégie qui a pratiquement été reprise telle quelle pour semer le doute sur le réchauffement climatique. Mais quelles sont, selon vous, les motivations de ces « climatosceptiques » ? Naomi Oreskes : On les a souvent assimi-

lés à des porte-parole du lobby pétrolier, mais mes recherches montrent que les choses sont plus compliquées. L’affaire prend en réalité naissance à la fin de la guerre froide, avec la constitution d’un groupe de physiciens, souvent issus du projet Manhattan, regroupés précisément autour de Frederick Seitz. Lui était physicien des solides, mais il y avait aussi un astrophysicien, des physiciens nucléaires, etc. Tous ces scientifiques, très anticommunistes et conservateurs, se considéraient comme des soldats de la liberté et se sont en quelque sorte retrouvés « sans L’industrie des combustibles fossiles a souvent été désignée comme ennemi » avec la chute du mur de Berlin. principal opposant au consensus sur les causes du réchauffement climaIls ont perçu la montée des préoccupatique. L’analyse historique montre que c’est un peu plus compliqué. tions environnementales et la tendance à une plus grande réglementation qui en découlait comme un recyclage de l’idéologie commu- d’ozone. On ignore par exemple souvent que Sallie niste, une menace pour le marché libre. Pour eux, les Baliunas, une astrophysicienne « climatosceptique » écologistes étaient des cryptocommunistes : des « rou- très impliquée dans le George Marshall Institute, avait ges repeints en vert », selon leur expression. Du coup auparavant contesté le lien entre les chlorofluocarbuce groupe a été en pointe contre l’idée du réchauffe- res (CFC) et le trou d’ozone… Et elle est l’auteure de ment climatique, mais aussi sur d’autres sujets liés à nombreux articles attribuant le réchauffement clil’environnement : ils ont contesté l’existence des pluies matique à la variabilité solaire ! L’industrie des comacides, par exemple, ou celle du trou dans la couche bustibles fossiles, principalement Exxon Mobil mais

Pour en savoir plus Livres et articles E. Nesme-Ribes et G. Thuillier, Histoire solaire et climatique, Belin, 2000. W J. D. Haigh, M. Lockwood et M. S. Giampapa, The Sun, Solar Analogs and Climate, Springer Verlag, 2004. W P. Lantos, Le Soleil en face : le Soleil et les relations SoleilW

Terre, Dunod, 1997. W J. Lilensten et J. Bornarel, Sous les feux du Soleil, EDP Sciences, 2001. W J. Haigh, The Sun and The Earth Climate, www.livingreviews. org/lrsp-2007-2 W E. Bard et M. Frank, Earth and Planetary Science Lett., 248, 1, 2006.

46 | la recherche | décembre 2008 | nº 425

W S. Turck-Chièze et P. Lambert, Adv. Space. Res., 40, 907, 2007.

Les Dossiers de La Recherche W Le Soleil, Hors Série n° 15, avril 2004. W Le risque climatique, n° 17, novembre 2004. W Le défi climatique, n° 31, mai 2008.

Les sites Web W http://tinyurl.com/65zgmq Les présentations du colloque 2008 Soleil-climat du Collège de France. W http://lpce.cnrs-orleans.fr/~ddwit/climat/ Bibliographie réalisée par Thierry Dudok de Wit W www.lesia.obspm.fr/~malherbe/Soleil/films/index.html Des images fixes et animées du Soleil Les

missions d’observation du Soleil : http://soho.esac.esa.int/ W www.isas.jaxa.jp/e/enterp/missions/hinode/index.shtml W http://sdo.gsfc.nasa.gov/ W http://smsc.cnes.fr/PICARD/Fr/ W


CLIMAT• V aussi l’industrie du charbon, ont ensuite financé généreusement le Marshall Institute. Au fond il y a eu une alliance entre des idéologues et des gens qui défendaient leurs parts de marché.

© PETER ARNOLD / PFORTNER RAY / BIOSPHOTO

En France, le débat sur le Soleil a connu un rebondissement récent, avec en particulier un vif affrontement public entre le scientifique et ancien ministre Claude Allègre et la communauté des climatologues. S’agit-il du même phénomène ? Naomi Oreskes : Le « climatoscepticisme » est une réa-

lité politico-sociale complexe où de multiples processus sont à l’œuvre. Il y a un phénomène assez courant, qu’illustre bien, aux États-Unis, le cas de Freeman Dyson, un physicien célèbre. Il s’agit de scientifiques âgés, qui ont eu énormément de succès à l’apogée de leur carrière et qui à présent reçoivent de moins en moins d’attention. Adopter des positions iconoclastes sur des sujets sensibles leur permet de continuer à bénéficier d’une certaine existence médiatique et scientifique. Au fond de tout cela il y a surtout, à mon avis, un désir irrépressible d’être sous les feux de la rampe. Je connais Claude Allègre, parce qu’étant géochimiste de formation j’ai étudié précisément dans son domaine d’expertise. Pour moi, il s’inscrit dans cette catégorie. Mais d’autres que lui défendent l’idée que la variabilité solaire ou le rayonnement cosmique ont été sous-estimés. Naomi Oreskes : Il existe également des scientifiques

qui aiment avoir la posture de l’opposant ; ils se font l’avocat du diable, ferraillent seuls contre tous, et sans doute d’ailleurs croient-ils honnêtement contribuer de cette façon à faire avancer la science. En France, ce profil correspond sans doute à celui de Vincent Courtillot, directeur de l’Institut de physique du Globe de Paris. Il a été au cœur d’un débat animé sur la cause de l’extinction des dinosaures, il y a quelques années. Face à l’idée dominante selon laquelle il s’agissait d’un impact d’astéroïde, Vincent Courtillot a toujours été un « sceptique », attribuant l’extinction à un épisode volcanique. Au plus vif du débat, même s’ils n’emportaient pas l’adhésion, ses arguments étaient respectés. Il s’agissait en effet d’un sujet sur lequel il avait travaillé toute sa vie et qu’il connaissait remarquablement bien. D’ailleurs une partie de la discussion est toujours ouverte, et son hypothèse sera peut-être un jour confirmée, totalement ou en partie. Sur les questions climatiques, il semble désormais adopter la même attitude, mais il connaît beaucoup moins bien ce domaine. Et la dernière discussion que j’ai eue avec lui, lors d’un colloque à Londres, me conforte dans l’idée que, tout comme Claude Allègre, il n’a tout simplement pas assez travaillé sur le sujet pour que ses critiques soient crédibles. W W Propos recueillis par Yves Sciama nº 425 | décembre 2008 | la recherche | 47


Dossier : "Réchauffement : le rôle du soleil"