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L'effet
de serre est un processus naturel qui réchauffe l'atmosphère
de la Terre et d'autres planètes du Système
solaire. Lorsque l'énergie du soleil atteint l'atmosphère, une partie
est réfléchie vers l'espace par le sol ou les nuages, et le reste est
absorbé et réémis dans le domaine infrarouge
du spectre et est en partie intercepté par certaines molécules présentes
dans l'atmosphère, ce qui en augmente la température. Les gaz impliqués
dans l'atmosphère terrestre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone,
le méthane, etc.
L'ampleur de l'effet
de serre varie considérablement en fonction de la composition et de l'épaisseur
des atmosphères des planètes concernées.
• La
Terre
possède un effet de serre naturel important qui augmente la température
d'environ 33°C par rapport à ce qu'elle serait sans effet de serre naturel.
La température moyenne de la Terre est environ 15°C, contre -18°C si
l'effet de serre n'existait pas. Les principaux gaz à effet de serre impliqués
sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4),
la vapeur d'eau (H2O), le protoxyde d'azote (N2O)
et l'ozone (O3). L'activité humaine a augmenté l'effet
de serre naturel, principalement par l'Ă©mission de dioxyde de carbone,
ce qui a entraîné l'actuel changement
climatique.
• Vénus
est l'exemple le plus extrĂŞme d'un effet de serre incontrĂ´lable. Son
atmosphère épaisse, composée principalement de dioxyde de carbone (CO2)
(96% de l'atmosphère), de vapeur d'eau (H2O), d'acide sulfurique (H2SO4)
sous forme de gouttelettes dans les nuages, piège la chaleur du Soleil
et élève la température de surface à environ 470°C (contre une
estimation autour de -40°C sans effet de serre). C'est la planète la
plus chaude du Système solaire.
• Mars
possède une atmosphère très mince, donc son effet de serre est beaucoup
plus faible que celui de la Terre ou de VĂ©nus. Cependant, on y trouve
du dioxyde de carbone (95% de l'atmosphère) et de la vapeur d'eau, bien
que rare, et l'effet de serre a quand même un certain impact : il élève
la température moyenne de surface d'environ 5°C. Sans cet effet, la température
moyenne serait proche de -60°C, mais elle est actuellement autour de -55°C.
On pense que Mars a connu un effet de serre plus important dans le passé,
lorsqu'elle avait une atmosphère plus épaisse.
• Titan,
le plus grand satellite naturel de Saturne, possède une atmosphère épaisse
composée principalement d'azote, avec un peu de méthane, ainsi que de
l'Ă©thane (C2H6) sous certaines
conditions. Le méthane et l'éthane sont des gaz à effet de serre puissants,
et la température de Titan (-180 °C) est environ 21°C au-dessus de ce
qu'elle serait sans effet de serre.
• Triton
(satellite de Neptune) possède une fine atmosphère qui contient du méthane,
bien que dans une très faible concentration. L'élevation de température
est très faible, de l'ordre de quelques fractions de degré Celsius,
mais l'effet est détectable.
• D'autres corps
du Système solaire, comme Jupiter, Saturne,
Uranus
et Neptune, ont également des atmosphères qui
contiennent des gaz Ă effet de serre. Cependant, l'effet de serre sur
ces corps est plus complexe et moins bien compris que sur la Terre, VĂ©nus,
Mars ou Titan. Encelade (Satellite de Saturne)
émet des panaches de gaz qui peuvent contenir de la vapeur d'eau, du méthane
et du dioxyde de carbone. Ils peuvent avoir un effet minime, localement,
les températures. Pluton, dont l'atmosphère
excessivement ténie contient du méthane, du monoxyde de carbone et de
l'azote, peut connaître une très faible élévations de température
(sans doute quelques fractions de degré Celsius). On pense aussi que la
glace à la surface du noyau des comètes pourrait être responsable d'un
effet de serre affectant les régions sous-jacentes, lorsque ces comètes
se rapprochent du Soleil.
Pour comprendre comment fonctionne l'effet
de serre, il convient de considérer ce que devient l'énergie apportée
par la la lumière solaire qui frappe la surface de la Terre. La lumière
pénètre dans notre atmosphère, est absorbée par le sol et chauffe les
couches superficielles. À la température de la surface de la Terre, cette
énergie est ensuite réémise sous forme de rayonnement infrarouge ou
thermique. Cependant, certaines molécules de notre atmosphère, qui laissent
passer la lumière visible, absorbent bien l'énergie infrarouge. C'est
le cas d'abord du du dioxyde de carbone (CO2 ), et
ensuite du méthane et de la vapeur d'eau, qui agissent comme une couverture,
emprisonnant la chaleur dans l'atmosphère et empêchant son retour dans
l'espace, et donc le refroidissement de l'atmosphère. Pour maintenir un
équilibre énergétique, la température de la surface et de la basse
atmosphère doit augmenter jusqu'à ce que l'énergie totale rayonnée
par la Terre vers l'espace soit égale à l'énergie reçue du Soleil.
Plus il y a de CO2 dans notre atmosphère, plus est
élevée la température à laquelle la surface de la Terre atteint un
nouvel Ă©quilibre.
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L'effet
de serre. - La lumière du soleil qui pénètre dans la basse atmosphère
et atteint la surface de la Terre est réémise sous forme de rayonnement
infrarouge (chaleur), qui est piĂ©gĂ© dans l'atmosphère par les gaz Ă
effet de serre tels que la vapeur d'eau, le méthane et le CO2.
Le résultat est une température de surface plus élevée pour notre planète.
(Source
: Openstax). |
On parle d'effet de serre pour désigner
ce mécanisme, car il est similaire au chauffage d'une serre de jardinier,
dont la paroi transparente joue le rĂ´le de gaz Ă effet de serre, laissant
entrer la lumière du soleil mais réduisant le flux sortant du rayonnement
thermique. En conséquence, une serre se réchauffe beaucoup plus que ce
Ă quoi on pourrait s'attendre du seul chauffage du soleil. Sur Terre,
l'effet de serre actuel élève la température de surface d'environ 23
°C. Sans cet effet de serre, la température de surface moyenne serait
bien en dessous de zéro et notre planète serait prionnière d'une ère
glaciaire perpétuelle.
L'effet de serre a donc une conséquence
très bénéfique pour la vie sur Terre. Le problème est que le
chauffage dĂ» Ă l'effet de serre est actuellement en augmentation. . La
société industrielle moderne dépend de l'énergie extraite de la combustion
de combustibles fossiles. Nous exploitons le matériau énergétique créé
par la photosynthèse il y a des dizaines de millions d'années. Comme
ces anciens gisements de charbon et de pétrole sont oxydés (brûlés
à l'oxygène), de grandes quantités de dioxyde de carbone sont libérées
dans l'atmosphère quand nous consommons ces combustibles. Et ce problème
est encore exacerbé par la destruction généralisée des forêts tropicales,
dont nous dépendons pour extraire le CO2 de l'atmosphère
et reconstituer notre approvisionnement en oxygène. Au cours des cent
dernières années de développement industriel et agricole accru, la quantité
de CO2 rejetée dans l'atmosphère a augmenté d'environ
30%. Elle continue d'augmenter de plus de 0,5% par an.
Avant la fin du XXIe
siècle, le niveau de CO2 de la Terre devrait atteindre
le double de sa valeur avant la révolution industrielle. Les conséquences
d'une telle augmentation pour la surface et l'atmosphère de la Terre (et
les organismes qui y vivent) sont susceptibles d'ĂŞtre des changements
climatiques complexes, potentiellement catastrophiques pour de nombreuses
espèces. Le changement
climatique est déjà largement apparent. Partout dans le monde,
les records de température sont constamment établis et battus; Toutes
les années les plus chaudes enregistrées, sauf une, ont eu lieu depuis
2000. Les
glaciers reculent et la glace de l'océan
Arctique est maintenant beaucoup plus mince que lors de sa première exploration
avec des sous-marins nucléaires dans les années 1950. L'élévation du
niveau de la mer (due Ă la fois Ă la fonte des glaciers et Ă l'expansion
de l'eau à mesure que sa température augmente) constitue l'une des menaces
les plus immédiates, et de nombreuses villes côtières ont l'intention
de construire des digues ou des digues pour freiner les inondations attendues.
Le taux d'augmentation de la température est sans précédent historique,
et nous entrons rapidement en territoire inconnu, où les activités humaines
conduisent aux températures les plus élevées de la Terre depuis plus
de 50 millions d'années. Le changement climatique est devenu la plus grande
menace connue (en exceptant peut-être la guerre nucléaire) pour la civilisation
industrielle et l'écologie de notre planète. |
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