La Grande accélération représente l'un des arguments majeurs en faveur de la reconnaissance de l'Anthropocène comme nouvelle époque géologique. Elle fournit un ensemble cohérent de signaux synchrones observables dans les sédiments, les glaces polaires, les tourbières, les récifs coralliens, les cernes des arbres et les archives océaniques : augmentation rapide des gaz à effet de serre, dépôts de radionucléides artificiels, apparition des plastiques, des cendres volantes issues de la combustion industrielle, des alliages métalliques modernes, des composés organiques persistants et de nombreuses autres substances produites exclusivement par les activités humaines.

Les composantes de l'accélération.
L'expression de Grande accélération est popularisée au début du XXI^e siècle par le climatologue Will Steffen et ses collaborateurs. En étudiant plusieurs dizaines d'indicateurs couvrant les domaines économique, démographique, énergétique, environnemental et géochimique, ces chercheurs mettent en évidence une rupture statistique remarquable autour des années 1950. Les courbes représentant l'évolution de la population mondiale, du produit intérieur brut, de la consommation d'énergie, de la production industrielle, de l'utilisation des engrais, des émissions de dioxyde de carbone, de la déforestation, de la consommation d'eau ou encore de la perte de biodiversité présentent toutes une inflexion similaire, caractérisée par une croissance quasi exponentielle.

Cette accélération trouve son origine dans les transformations profondes qui suivent la Seconde Guerre mondiale. Les économies industrielles connaissent une période de reconstruction rapide, soutenue par des innovations technologiques majeures, une disponibilité abondante des combustibles fossiles, une croissance démographique exceptionnelle et l'ouverture progressive des échanges internationaux. Le pétrole devient la principale source d'énergie mondiale, complétant puis dépassant largement le charbon dans de nombreux secteurs. Les progrès de la chimie industrielle, de la pétrochimie, de la métallurgie, de l'électronique et plus tard de l'informatique favorisent une augmentation spectaculaire de la productivité agricole et industrielle.

La croissance démographique constitue l'un des moteurs fondamentaux de cette dynamique. La population mondiale passe d'environ 2,5 milliards d'habitants en 1950 à plus de 8 milliards au début des années 2020. Cette augmentation résulte principalement de la baisse rapide de la mortalité grâce aux progrès de la médecine, de l'hygiène, de la vaccination, de l'accès à l'eau potable et de l'amélioration générale des conditions sanitaires. La demande en nourriture, en énergie, en logements, en matériaux de construction et en infrastructures augmente alors dans des proportions inédites.

L'urbanisation constitue un autre aspect majeur de la Grande accélération. Au début du XX^e siècle, seule une faible fraction de la population mondiale vit en ville. À partir des années 1950, les grandes métropoles connaissent une croissance extrêmement rapide. Les surfaces artificialisées s'étendent sur tous les continents, modifiant profondément les paysages, les bassins versants et les régimes hydrologiques. Les infrastructures de transport, les réseaux électriques, les systèmes d'assainissement et les zones industrielles deviennent des composantes majeures de la surface terrestre. Cette urbanisation s'accompagne d'une consommation massive de béton, d'acier, de verre, d'asphalte et de plastiques, dont les quantités cumulées constituent aujourd'hui une part importante de la masse anthropique présente à la surface de la planète (La technosphère).

L'agriculture connaît également une mutation profonde avec la Révolution verte. Les rendements agricoles augmentent fortement grâce à la sélection variétale, à l'irrigation intensive, à la mécanisation, aux pesticides et surtout à l'utilisation massive d'engrais azotés produits industriellement selon le procédé Haber-Bosch. Ce procédé permet de fixer l'azote atmosphérique en ammoniac, rendant disponible une quantité d'azote réactif sans précédent dans l'histoire de la biosphère. L'être humain devient ainsi un acteur majeur du cycle global de l'azote, au point que la fixation anthropique dépasse aujourd'hui largement la fixation naturelle terrestre. Cette modification entraîne des phénomènes d'eutrophisation des milieux aquatiques, de pollution des nappes phréatiques et d'émissions accrues de protoxyde d'azote, puissant gaz à effet de serre.

Le cycle du phosphore est également profondément modifié. L'extraction industrielle des phosphates naturels destinés aux engrais augmente considérablement les flux de phosphore circulant entre les continents, les sols agricoles, les cours d'eau et les océans. Les pertes de phosphore vers les milieux aquatiques favorisent elles aussi les proliférations algales et la création de zones côtières hypoxiques.

Les cycles du carbone constituent probablement l'exemple le plus emblématique de la Grande accélération. La combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel libère en quelques décennies du carbone stocké depuis plusieurs dizaines ou centaines de millions d'années dans les réservoirs géologiques. Les émissions mondiales de dioxyde de carbone augmentent rapidement après 1950, accompagnées par les émissions de méthane liées à l'agriculture, aux exploitations pétrolières et gazières ainsi qu'à la gestion des déchets. Les concentrations atmosphériques de CO2, relativement stables durant tout l'Holocène, connaissent alors une augmentation rapide qui modifie le bilan radiatif terrestre et entraîne un réchauffement climatique global.

La consommation énergétique mondiale illustre particulièrement bien la notion de Grande accélération. Toutes les sources d'énergie connaissent une croissance importante, mais les combustibles fossiles dominent largement cette expansion. Le pétrole devient indispensable au transport mondial, le charbon reste essentiel pour la production électrique dans de nombreux pays, tandis que le gaz naturel se développe rapidement. L'énergie nucléaire apparaît à partir des années 1950 comme une nouvelle source d'électricité à grande échelle. Plus récemment, les énergies renouvelables connaissent une forte croissance, sans toutefois avoir encore totalement remplacé les combustibles fossiles à l'échelle mondiale.

L'exploitation des ressources minérales augmente elle aussi de façon spectaculaire. Les productions d'acier, d'aluminium, de cuivre, de ciment, de sable, de gravier, de terres rares et de nombreux métaux stratégiques suivent des trajectoires de croissance très proches de celles de la population et du PIB mondial. L'extraction annuelle de matériaux dépasse désormais largement cent milliards de tonnes, faisant de l'humanité le principal agent de déplacement des sédiments à la surface de la planète.

L'apparition des plastiques constitue l'un des marqueurs géologiques les plus caractéristiques de cette période. Inconnus à grande échelle avant les années 1940, les polymères synthétiques deviennent omniprésents dans tous les secteurs industriels. Leur accumulation dans les océans, les sols, les sédiments lacustres et même les glaces polaires fournit aujourd'hui un signal stratigraphique mondial particulièrement net. Les microplastiques sont désormais présents dans pratiquement tous les compartiments environnementaux.

La Grande accélération se manifeste également dans les transformations biologiques. Les taux actuels d'extinction des espèces dépassent largement les taux naturels estimés à partir des archives fossiles. La fragmentation des habitats, la surexploitation des ressources biologiques, les pollutions, les espèces invasives et le changement climatique modifient profondément les écosystèmes terrestres et marins. La biomasse des grands mammifères sauvages diminue fortement, tandis que celle des animaux domestiques, en particulier les bovins et les volailles, augmente de manière spectaculaire. Les activités humaines influencent désormais directement la composition biologique de presque tous les écosystèmes.

Le cycle hydrologique est également affecté. Les prélèvements d'eau douce augmentent considérablement pour satisfaire les besoins agricoles, industriels et domestiques. Les grands barrages se multiplient sur les principaux fleuves du monde, modifiant les régimes de sédimentation, les débits saisonniers et les écosystèmes fluviaux. Les nappes phréatiques sont exploitées à un rythme souvent supérieur à leur recharge naturelle, provoquant leur abaissement dans de nombreuses régions agricoles.

L'atmosphère enregistre plusieurs signatures caractéristiques de cette période. Les essais nucléaires atmosphériques réalisés entre 1945 et le début des années 1960 dispersent des radionucléides artificiels, notamment le plutonium 239, le plutonium 240 et le césium 137, qui constituent aujourd'hui des marqueurs stratigraphiques quasiment synchrones à l'échelle planétaire. Ces isotopes radioactifs figurent parmi les principaux candidats retenus pour définir formellement le début stratigraphique de l'Anthropocène.

La Grande accélération est également caractérisée par l'intensification des échanges internationaux. Les flux commerciaux, les transports maritimes, le trafic aérien, les communications numériques et la mondialisation économique créent un système fortement interconnecté dans lequel les perturbations environnementales peuvent se propager rapidement d'un continent à l'autre. Les espèces invasives, les agents pathogènes, les polluants chimiques et les émissions atmosphériques franchissent désormais facilement les frontières géographiques.

Du point de vue du système Terre, cette période correspond au franchissement progressif de plusieurs seuils critiques. Les chercheurs travaillant sur les "limites planétaires"considèrent que certains processus essentiels, tels que le changement climatique, l'intégrité de la biosphère, les cycles biogéochimiques de l'azote et du phosphore ou les changements d'utilisation des terres, ont déjà dépassé les plages de variabilité caractéristiques de l'Holocène. La Terre entre ainsi dans un régime où les rétroactions entre les différentes composantes du système deviennent plus complexes et plus difficiles à prévoir.

La notion de Grande accélération ne doit cependant pas être interprétée comme un phénomène uniforme à l'échelle mondiale. Les responsabilités historiques sont très inégalement réparties entre les régions du monde. Les pays industrialisés ont longtemps concentré la majeure partie des émissions de gaz à effet de serre et de la consommation de ressources, tandis que les économies émergentes connaissent depuis plusieurs décennies une croissance très rapide de leurs propres pressions environnementales. Cette dimension géographique nourrit d'importants débats sur les responsabilités différenciées, la justice climatique et les modalités de la transition écologique.