L'anthropocène: les humains submergent-ils désormais les grandes forces de la nature?

source: pdf par l' Académie suédoise des sciences 2007

Site Web de l' Académie royale suédoise des sciences

par les auteurs Will Steffen , Paul Jay Crutzen et John R. McNeill Les italiques et les liens sont de moi.

Nous explorons le développement de l'Anthropocène, l'époque actuelle où les humains et nos sociétés sont devenus une force géophysique mondiale. L'Anthropocène a commencé vers 1800 avec le début de l'industrialisation, dont la caractéristique centrale était l'énorme expansion de l'utilisation des combustibles fossiles. Nous utilisons la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone comme indicateur unique et simple pour suivre la progression de l'Anthropocène. D'une valeur préindustrielle de 270 à 275 ppm, le dioxyde de carbone atmosphérique était passé à environ 310 ppm en 1950. Depuis lors, l'entreprise humaine a connu une explosion remarquable, la Grande Accélération, avec des conséquences importantes pour le fonctionnement du système terrestre. La concentration de CO2 atmosphérique est passée de 310 à 380 ppm depuis 1950, avec environ la moitié de l'augmentation totale depuis l'ère préindustrielle survenue au cours des 30 dernières années seulement. La grande accélération atteint la criticité. Quoi qu'il en soit, les prochaines décennies seront sûrement un tournant dans l'évolution de l'Anthropocène.

INTRODUCTION

Le réchauffement climatique et de nombreux autres changements anthropiques de l'environnement suscitent des inquiétudes quant à l'avenir de l'environnement terrestre et à sa capacité à fournir les services nécessaires au maintien de civilisations humaines viables. Les conséquences de cette expérience involontaire de l'humanité sur son propre système de survie sont vivement débattues, mais les pires scénarios peignent un sombre tableau de l'avenir des sociétés contemporaines.

Les changements mondiaux sous-jacents (encadré 1) sont des altérations

i) le tissu biologique de la Terre;

ii) les stocks et les flux des principaux éléments des machines planétaires tels que l'azote, le carbone, le phosphore et le silicium; et

iii) le bilan énergétique à la surface de la Terre (2).

Le terme anthropocène (encadré 2) suggère que la Terre a maintenant quitté son époque géologique naturelle, l' état interglaciaire actuel appelé Holocène . Les activités humaines sont devenues si omniprésentes et profondes qu'elles rivalisent avec les grandes forces de la nature et poussent la Terre dans la terra incognita planétaire . La Terre évolue rapidement vers un état moins diversifié sur le plan biologique, moins boisé, beaucoup plus chaud et probablement plus humide et plus orageux.

Le phénomène du changement global représente un changement profond dans la relation entre les humains et le reste de la nature. L'intérêt pour cette question fondamentale a rapidement augmenté dans la communauté internationale de la recherche, conduisant à de nouveaux projets de recherche innovants tels que l' histoire intégrée et l'avenir des personnes sur la terre (IHOPE) (8). L'objectif de cet article est d'explorer un aspect du programme de recherche d'IHOPE - l'évolution des humains et de nos sociétés, des chasseurs-cueilleurs à une force géophysique mondiale.

Pour répondre à cet objectif, nous examinons la trajectoire de l'entreprise humaine à travers le temps, de l'arrivée des humains sur Terre au présent et aux siècles suivants. Notre analyse est basée sur quelques questions critiques:

L'empreinte de l'activité humaine sur l'environnement est-elle perceptible à l'échelle mondiale? Comment cette empreinte a-t-elle évolué au fil du temps?
Comment l'ampleur et le taux de l'impact humain se comparent-ils à la variabilité naturelle de l'environnement terrestre? Les effets humains sont-ils similaires ou supérieurs aux grandes forces de la nature en termes d'influence sur le fonctionnement du système terrestre?
Quels sont les développements socioéconomiques, culturels, politiques et technologiques qui changent les relations entre les sociétés humaines et le reste de la nature et entraînent une accélération des impacts sur le système terrestre?

Événements pré-anthropocènes

Avant l'avènement de l'agriculture il y a environ 10 000 à 12 000 ans, les humains vivaient en petits groupes comme chasseurs-cueilleurs. Au cours des derniers siècles, sous l'influence de nobles mythes sauvages, on pensait souvent que les humains pré-agricoles vivaient en harmonie idyllique avec leur environnement. Des recherches récentes ont brossé un tableau assez différent, produisant des preuves d'un impact humain généralisé sur l'environnement par la prédation et la modification des paysages, souvent par l'utilisation du feu (9).

Cependant, comme le montrent les exemples ci-dessous, l'empreinte humaine sur l'environnement peut être perceptible à l'échelle locale, régionale et même continentale, mais les humains préindustriels n'avaient pas la capacité technologique ou organisationnelle de rivaliser avec les grandes forces de la nature ou de les dominer.

La maîtrise du feu par nos ancêtres a fourni à l'humanité un puissant outil monopolistique inaccessible aux autres espèces, qui nous a mis fermement sur le long chemin vers l'Anthropocène. Des restes de charbon de bois provenant de foyers humains indiquent que la première utilisation du feu par nos ancêtres bipèdes, appartenant au genre Homo erectus, s'est produite il y a quelques millions d'années. L'utilisation du feu a suivi le développement antérieur de l'outil en pierre et de la fabrication d'armes, une autre étape majeure dans la trajectoire de l'entreprise humaine.

Les premiers humains ont utilisé la puissance considérable du feu à leur avantage (9). Le feu a maintenu les animaux dangereux à une distance respectueuse, surtout pendant la nuit, et a aidé à chasser les aliments riches en protéines et plus facilement digestibles. Le régime alimentaire de nos ancêtres est passé de principalement végétarien à omnivore, un changement qui a conduit à une amélioration des capacités physiques et mentales. La taille du cerveau des hominidés a presque triplé jusqu'à un volume moyen d'environ 1300 cm3 et a donné aux humains le plus grand rapport entre la taille du cerveau et la taille du corps de toutes les espèces (10). Par conséquent, il y a environ 10 000 ans, la langue parlée et puis il y a environ 10 000 ans, le langage écrit pourrait commencer à se développer, favorisant la communication et le transfert de connaissances au sein des générations humaines et entre elles, l'accumulation efficace de connaissances et l'apprentissage social sur plusieurs milliers d'années dans un cadre impressionnant. processus catalytique, impliquant de nombreux cerveaux humains et leurs découvertes et innovations. Ce pouvoir est minime chez les autres espèces.

Parmi les premiers impacts de l'homme sur le biote de la Terre figurent les extinctions de mégafaune du Pléistocène supérieur, une vague d'extinctions au cours de la dernière période glaciaire s'étendant du mammouth laineux du nord de l'Eurasie aux wombats géants d'Australie (11-13). Une vague d'extinctions similaire a été observée plus tard dans les Amériques. Bien qu'il y ait eu un débat animé sur les rôles relatifs de la variabilité climatique et de la prédation humaine dans la conduite de ces extinctions, il ne fait aucun doute que les humains ont joué un rôle important, étant donné la forte corrélation entre les événements d'extinction et les schémas de migration humaine. Un impact plus tardif mais encore plus profond de l'homme sur la faune a été la domestication des animaux, en commençant par le chien jusqu'à il y a 100 000 ans (14) et en continuant dans l'Holocène avec des chevaux, des moutons, du bétail, des chèvres et d'autres animaux de ferme familiers. .

Selon une hypothèse, le développement agricole précoce, vers le milieu de l'Holocène, a affecté le fonctionnement du système terrestre si fondamentalement qu'il a empêché le début de la prochaine période glaciaire (16). L'argument propose que le défrichage des forêts pour l'agriculture il y a environ 8000 ans et l'irrigation du riz il y a environ 5000 ans ont entraîné une augmentation des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4), inversant les tendances à la baisse des concentrations établies au début de l'Holocène. Ces taux de défrichement, cependant, étaient faibles par rapport à la quantité massive de transformation des terres qui a eu lieu au cours des 300 dernières années (17). Néanmoins, la déforestation et le développement agricole au cours de la période de 8 000 à 5 000 ans BP peuvent avoir entraîné de faibles augmentations des concentrations de CO2 et de CH4 (peut-être environ 5 à 10 parties par million pour le CO2), mais des augmentations qui étaient peut-être suffisamment importantes pour arrêter le début de la glaciation dans le nord-est du Canada. il y a des milliers d'années. Cependant, des analyses récentes du forçage solaire à la fin du Quaternaire (18) et de la dynamique du cycle du carbone naturel (19, 20) soutiennent que les processus naturels peuvent expliquer le modèle observé de variation du CO2 atmosphérique à travers l'Holocène. Ainsi, l'hypothèse selon laquelle l'avènement de l'agriculture il y a des milliers d'années a changé le cours de la dynamique glaciaire-interglaciaire reste un début intrigant mais non prouvé de l'Anthropocène. des analyses récentes du forçage solaire à la fin du Quaternaire (18) et de la dynamique du cycle du carbone naturel (19, 20) soutiennent que les processus naturels peuvent expliquer le modèle observé de variation du CO2 atmosphérique à travers l'Holocène. Ainsi, l'hypothèse selon laquelle l'avènement de l'agriculture il y a des milliers d'années a changé le cours de la dynamique glaciaire-interglaciaire reste un début intrigant mais non prouvé de l'Anthropocène. des analyses récentes du forçage solaire à la fin du Quaternaire (18) et de la dynamique du cycle du carbone naturel (19, 20) soutiennent que les processus naturels peuvent expliquer le modèle observé de variation du CO2 atmosphérique à travers l'Holocène. Ainsi, l'hypothèse selon laquelle l'avènement de l'agriculture il y a des milliers d'années a changé le cours de la dynamique glaciaire-interglaciaire reste un début intrigant mais non prouvé de l'Anthropocène.

La première utilisation importante de combustibles fossiles dans l'histoire humaine est survenue en Chine pendant la dynastie Song (960-1279) (21, 22). Les mines de charbon dans le nord, notamment la province du Shanxi, ont fourni du charbon abondant à utiliser dans l'industrie sidérurgique chinoise en pleine croissance. À son apogée, à la fin du 11e siècle, la production de charbon de la Chine a atteint des niveaux égaux à toute l'Europe (hors Russie) en 1700. Mais la Chine a subi de nombreux revers, tels que des épidémies et des invasions, et l'industrie charbonnière a apparemment connu un long déclin . Pendant ce temps, en Angleterre, les mines de charbon fournissaient du combustible pour le chauffage domestique, notamment à Londres, à partir d'au moins le 13e siècle (23, 24). La première commission chargée d'enquêter sur les méfaits de la fumée de charbon a commencé ses travaux en 1285 (24). Mais en tant que combustible concentré, le charbon avait ses avantages, surtout lorsque le bois et le charbon de bois devenaient chers, à la fin des années 1600, Londres en dépendait fortement et brûlait quelque 360 000 tonnes par an. Les forges de fer de Song China et les fours de Londres médiévale étaient cependant des exceptions régionales; la plupart du monde a brûlé du bois ou du charbon de bois plutôt que de recourir à des subventions au carburant du Carbonifère.

Les sociétés humaines préindustrielles ont en effet influencé leur environnement de nombreuses manières, de l'échelle locale à l'échelle continentale. La plupart des changements qu'ils ont opérés étaient basés sur la connaissance, probablement acquise par l'observation et les essais et erreurs, de la dynamique de l'écosystème naturel et de sa modification pour faciliter les tâches de chasse, de cueillette et, éventuellement, d'agriculture. Les sociétés préindustrielles pouvaient et ont modifié les écosystèmes côtiers et terrestres, mais elles n'avaient pas le nombre, l'organisation sociale et économique ou les technologies nécessaires pour égaler ou dominer les grandes forces de la nature en ampleur ou en taux. Leurs impacts sont restés largement locaux et transitoires, bien dans les limites de la variabilité naturelle de l'environnement.

Figure 1. Le mix des combustibles dans les systèmes énergétiques à l'échelle mondiale de 1850 à 2000. A noter la baisse relative rapide des sources d'énergie renouvelables traditionnelles et la forte augmentation des systèmes énergétiques à base de combustibles fossiles depuis le début de la révolution industrielle, et notamment après 1950. En 2000, les systèmes énergétiques à base de combustibles fossiles ont généré environ 80% de l'énergie totale utilisée pour alimenter l'économie mondiale.

L'ère industrielle (vers 1800-1945): stade 1 de l'anthropocène

L'une des trois ou quatre transitions les plus décisives de l'histoire de l'humanité, potentiellement d'importance similaire dans l'histoire de la Terre elle-même, a été le début de l'industrialisation. Sur les traces du siècle des Lumières , la transition a commencé dans les années 1700 en Angleterre et aux Pays-Bas pour des raisons qui restent controversées entre historiens (25). Certains mettent l'accent sur des facteurs matériels tels que les pénuries de bois et l'abondance de l'énergie hydraulique et du charbon en Angleterre, tandis que d'autres soulignent les structures sociales et politiques qui récompensent la prise de risques et l'innovation, les questions liées aux régimes juridiques, un système bancaire naissant et une culture de marché. Quelles que soient ses origines, la transition a décollé rapidement et en 1850, elle avait transformé l'Angleterre et commençait à transformer une grande partie du reste du monde.

Ce qui a placé l'industrialisation au centre du système terrestre, c'est l'énorme expansion de l'utilisation des combustibles fossiles, d'abord le charbon, puis le pétrole et le gaz. Jusqu'à présent, l'humanité avait compté sur l'énergie captée par les flux en cours sous forme de vent, d'eau, de plantes et d'animaux, et par les stocks de 100 ou 200 ans détenus dans les arbres. L'utilisation de combustibles fossiles a permis d'accéder au carbone stocké après des millions d'années de photosynthèse: une subvention énergétique massive du passé profond à la société moderne, dont dépend une grande partie de notre richesse moderne.

Les sociétés industrielles utilisent en règle générale quatre ou cinq fois plus d'énergie que les sociétés agraires, qui à leur tour en utilisent trois ou quatre fois plus que les sociétés de chasse et de cueillette (26). Sans cette transition vers une société à haute énergie, il est inconcevable que la population mondiale soit passée d'un milliard vers 1820 à plus de six milliards aujourd'hui ( 7,7 milliards en 2020 ), ou que peut-être un milliard parmi les plus fortunés parmi nous pourrait mener une vie de confort inconnue à tous sauf aux rois et aux courtisans des siècles passés.

Avant l'utilisation généralisée des combustibles fossiles, la récolte d'énergie disponible pour l'humanité était étroitement limitée. L'eau et l'énergie éolienne n'étaient disponibles que dans les endroits favorisés et uniquement dans les sociétés où les technologies pertinentes des moulins à eau, des voiliers et des éoliennes avaient été développées ou importées. L'énergie musculaire dérivée des animaux et, à travers eux, des plantes était limitée par la superficie de terres propices aux cultures et au fourrage, dans de nombreux endroits par le manque d'eau et partout par des inefficacités biologiques inévitables: les plantes photosynthétisent moins d'un pour cent de l'énergie solaire qui tombe sur la Terre, et les animaux qui mangent ces plantes ne conservent qu'un dixième de l'énergie chimique stockée dans les plantes. Tout cela équivalait à un goulot d'étranglement sur le nombre humain, l'économie mondiale,

L'invention (certains diraient le raffinement) de la machine à vapeur par James Watt dans les années 1770 et 1780 et le virage vers les combustibles fossiles ont brisé ce goulot d'étranglement, ouvrant une ère de contraintes beaucoup plus lâches sur l'approvisionnement en énergie, sur les nombres humains et sur l'économie mondiale . Entre 1800 et 2000, la population a été multipliée par six, l'économie mondiale environ 50 fois et la consommation d'énergie environ 40 fois (27). Il a également ouvert une ère d'influence humaine intensifiée et toujours croissante sur le système terrestre.

Les combustibles fossiles et leurs technologies associées - moteurs à vapeur, moteurs à combustion interne - ont rendu possibles de nombreuses activités nouvelles et plus anciennes. Par exemple, avec une énergie abondante, il s'est avéré possible de synthétiser de l'ammoniac à partir de l'azote atmosphérique, en fait pour fabriquer de l'engrais à partir de l'air, un processus mis au point par le chimiste allemand Fritz Haber au début du 20e siècle. La synthèse Haber-Bosch , comme elle allait devenir connue (Carl Bosch était un industriel), a révolutionné l'agriculture et a fortement augmenté les rendements des cultures dans le monde entier, ce qui, combiné à des dispositions médicales considérablement améliorées, a permis l'augmentation soudaine de la croissance de la population humaine.

L'empreinte sur l'environnement mondial de l'ère industrielle était, rétrospectivement, clairement évidente du début au milieu du XXe siècle (28). La déforestation et la conversion à l'agriculture ont été importantes aux latitudes moyennes, en particulier dans l'hémisphère nord. Environ 10% seulement de la surface terrestre mondiale avait été «domestiquée» au début de l'ère industrielle vers 1800, mais ce chiffre a augmenté de manière significative pour atteindre environ 25-30% en 1950 (17). La transformation humaine du cycle hydrologique s'est également manifestée par l'accélération du nombre de grands barrages, en particulier en Europe et en Amérique du Nord (29). Le flux de composés azotés à travers la zone côtière a été multiplié par 10 depuis 1800 (30).

La transformation de l'environnement à l'échelle mondiale par l'industrialisation n'était cependant nulle part plus évidente que dans l'atmosphère. Les concentrations de CH4 et de protoxyde d'azote (N2O) avaient augmenté en 1950 pour atteindre environ 1250 et 288 ppbv, respectivement, sensiblement au-dessus de leurs valeurs préindustrielles d'environ 850 et 272 ppbv (31, 32). En 1950, la concentration atmosphérique de CO2 avait dépassé 300 ppmv, au-dessus de sa valeur préindustrielle de 270–275 ppmv, et commençait à accélérer fortement (33). Voir le contenu global de l' atmosphère de CO2 de Mauna Loa 416 ppm en avril 2020

La quantification de l'empreinte humaine sur le système terrestre peut être plus directement liée à l'avènement et à la propagation des systèmes énergétiques à base de combustibles fossiles (Fig.1) , dont la signature est l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère à peu près proportionnelle à la quantité des combustibles fossiles qui ont été consommés. Nous proposons que la concentration atmosphérique de CO2 puisse être utilisée comme un indicateur simple et simple pour suivre la progression de l'anthropocène, définir ses stades quantitativement et comparer l'empreinte humaine sur le système terrestre avec la variabilité naturelle (tableau 1) .

Vers 1850, près du début de la phase 1 de l'anthropocène, la concentration atmosphérique de CO2 était de 285 ppm, dans la plage de variabilité naturelle pour les périodes interglaciaires de la fin du Quaternaire. Au cours de la phase 1 de 1800/50 à 1945, la concentration de CO2 a augmenté d'environ 25 ppm, suffisamment pour dépasser la limite supérieure de variation naturelle à travers l'Holocène et fournir ainsi la première preuve incontestable que les activités humaines affectaient l'environnement à la échelle globale. Nous assignons donc le début de l'Anthropocène à coïncider avec le début de l'ère industrielle, dans la période 1800-1850. Cette première étape de l'Anthropocène s'est terminée brusquement vers 1945, lorsque le changement le plus rapide et le plus répandu dans la relation homme-environnement a commencé.

La grande accélération (1945 – vers 2015): étape 2 de l'anthropocène

L'entreprise humaine s'est soudainement accélérée après la fin de la Seconde Guerre mondiale (27) (Fig.2)

La population a doublé en seulement 50 ans, pour atteindre plus de 6 milliards à la fin du 20e siècle, mais l'économie mondiale a plus que triplé. La consommation de pétrole a été multipliée par 3,5 depuis 1960, et le nombre de véhicules à moteur est passé de 40 millions environ à la fin de la guerre à près de 700 millions en 1996. De 1950 à 2000, le pourcentage de la population mondiale vivant en milieu urbain les surfaces sont passées de 30 à 50% et continuent de croître fortement. L'interdépendance des cultures augmente rapidement avec l'explosion des communications électroniques, des voyages internationaux et de la mondialisation des économies.

La pression sur l'environnement mondial de cette entreprise humaine en plein essor s'intensifie fortement. Au cours des 50 dernières années, les humains ont modifié les écosystèmes de la planète plus rapidement et de manière plus approfondie que dans toute autre période comparable de l'histoire humaine (38). La Terre en est à son sixième grand événement d'extinction, les taux de perte d'espèces augmentant rapidement pour les écosystèmes terrestres et marins (39). Les concentrations atmosphériques de plusieurs gaz à effet de serre importants ont considérablement augmenté et la Terre se réchauffe rapidement (40). Plus d'azote est maintenant converti de l'atmosphère en formes réactives par la production d'engrais et la combustion de combustibles fossiles que par tous les processus naturels des écosystèmes terrestres réunis (Fig.3) (41).

L'explosion remarquable de l'entreprise humaine à partir du milieu du XXe siècle et les impacts à l'échelle mondiale qui en découlent sur de nombreux aspects du fonctionnement du système terrestre marquent la deuxième étape de l'Anthropocène: la grande accélération (42). À bien des égards, le décor avait été préparé pour la grande accélération d'ici 1890 ou 1910. La croissance démographique progressait plus rapidement que jamais auparavant dans l'histoire de l'humanité, ainsi que la croissance économique. L'industrialisation a pris un élan irrésistible et se propage rapidement en Amérique du Nord, en Europe, en Russie et au Japon. Des automobiles et des avions sont apparus et ont rapidement transformé la mobilité. L'économie mondiale croissait de plus en plus étroitement liée à l'augmentation des flux migratoires, commerciaux et de capitaux. Les années 1870 à 1914 ont en fait été l'ère de la mondialisation de l'économie mondiale.

Dans le même temps, pour la première fois dans l'histoire du monde, les villes ont fait l'objet d'efforts de santé publique, tels que la lutte contre les maladies d'origine hydrique grâce à des mesures d'assainissement, pour que les naissances soient systématiquement plus nombreuses que les décès en milieu urbain. Une transition majeure est en cours dans laquelle l'habitat caractéristique de l'espèce humaine, qui depuis plusieurs millénaires était le village, devient maintenant la ville. (En 1890, peut-être 200 millions de personnes vivaient dans les villes du monde entier, mais en 2000, ce chiffre était passé à trois milliards, soit la moitié de la population humaine). Les villes ont longtemps été le siège de l'innovation managériale et technologique et les moteurs de la croissance économique, et dans la Grande Accélération ont joué ce rôle avec encore plus d'effet.

Cependant, la Grande Accélération n'a vraiment commencé qu'après 1945. Au cours des décennies entre 1914 et 1945, la Grande Accélération a été bloquée par les changements politiques et économiques mondiaux. Trois grands événements déchirants se cachent derrière cela: la Première Guerre mondiale 1914-1918 , la Grande Dépression 1929-1933 et ses conséquences, et la Seconde Guerre mondiale 1939-1945 . Pris ensemble, ils ont ralenti la croissance démographique, vérifié - voire renversé temporairement - l'intégration et la croissance de l'économie mondiale.

Ils ont également brièvement vérifié l'urbanisation, car les populations urbaines ont montré la voie en réduisant leur taux de natalité. Certaines villes européennes des années 30 ont en effet déclenché des grèves de reproduction, de sorte que (si elles avaient maintenu cette réticence), elles auraient disparu en quelques décennies. Paradoxalement, cependant, ces événements ont également contribué à déclencher la Grande Accélération.

Les enseignements tirés des catastrophes des guerres mondiales et de la dépression ont inspiré un nouveau régime d'institutions internationales après 1945 qui a contribué à créer les conditions d'une reprise de la croissance économique. Les États-Unis en particulier se sont fait les champions de l'ouverture des échanges et des flux de capitaux, en réintégrant une grande partie de l'économie mondiale et en aidant les taux de croissance à atteindre leur plus haut niveau de 1950 à 1973 - les trente glorieux .Dans le même temps, le rythme des changements technologiques s'est accéléré. De la Seconde Guerre mondiale sont nées un certain nombre de nouvelles technologies - dont beaucoup représentaient de nouvelles applications pour les combustibles fossiles - et un engagement à subventionner la recherche et le développement, souvent sous la forme d'alliances entre le gouvernement, l'industrie et les universités. Cela s'est avéré extrêmement efficace et, dans un climat de prospérité renouvelée, a assuré un financement sans précédent pour la science et la technologie, un recrutement sans précédent dans ces domaines et des avancées sans précédent également.

La Grande Accélération a eu lieu dans un contexte intellectuel, culturel, politique et juridique dans lequel les impacts croissants sur le système terrestre ne comptaient que très peu dans les calculs et les décisions prises dans les ministères, salles de réunion, laboratoires, fermes, huttes de village et , d'ailleurs, les chambres. Ce contexte n'était pas nouveau, mais c'était aussi une condition nécessaire à la Grande Accélération.

Le caractère exponentiel de la Grande Accélération est évident à partir de notre quantification de l'empreinte humaine sur le système terrestre, en utilisant la concentration atmosphérique de CO2 comme indicateur (tableau 1). Bien que pendant la Seconde Guerre mondiale, la concentration de CO2 ait clairement dépassé la limite supérieure de l'Holocène, son taux de croissance a atteint un point de décollage vers 1950. Près des trois quarts de l'augmentation anthropique de la concentration de CO2 s'est produite depuis 1950 (à partir de environ 310 à 380 ppm et comme aujourd'hui avril 2020 416 ppm ), et environ la moitié de l'augmentation totale (48 ppm) s'est produite au cours des 30 dernières années seulement.

Intendants du système terrestre? (ca. 2015–?): Étape 3 de l'Anthropocène

L'humanité restera une force géologique majeure pendant de nombreux millénaires, peut-être des millions d'années, à venir. Développer une stratégie universellement acceptée pour assurer la durabilité du système de support de la vie de la Terre contre les stress induits par l'homme est l'un des plus grands défis de recherche et de politique jamais confrontés à l'humanité. L'humanité peut-elle relever ce défi?

Les signes abondent pour suggérer que le contexte intellectuel, culturel, politique et juridique qui a permis la Grande Accélération après 1945 a changé de manière à pouvoir la limiter (42). Sans surprise, certaines personnes réfléchies ont noté l'impact humain sur l'environnement il y a des siècles et même des millénaires. Cependant, en tant que préoccupation sociétale majeure, elle remonte aux années 1960 avec la montée de l'environnementalisme moderne. Les observations ont montré de façon incontestable que la concentration de CO2 dans l'atmosphère était en nette augmentation (43). Dans les années 1980, les mesures de température ont montré que le réchauffement climatique était une réalité, un fait qui a rencontré une opposition politique en raison de ses implications, mais en 20 ans, il n'y avait plus de doute sérieux (40). Des observations scientifiques montrant l'érosion de la couche d'ozone stratosphérique de la Terre ont conduit à des accords internationaux réduisant la production et l'utilisation de CFC (chlorofluorocarbures) (44). Sur de nombreuses questions écologiques, des politiques environnementales locales, nationales et internationales ont été élaborées, et l'environnement est devenu systématiquement une considération, bien que rarement dominante, dans les calculs politiques et économiques.

Ce processus représente le début de la troisième étape de l'Anthropocène, au cours de laquelle la reconnaissance que les activités humaines affectent effectivement la structure et le fonctionnement du système terrestre dans son ensemble (par opposition aux problèmes environnementaux à l'échelle locale et régionale) est filtrée à travers à la prise de décision à plusieurs niveaux. La prise de conscience croissante de l'influence humaine sur le système terrestre a été facilitée b:

i) les progrès rapides de la recherche et de la compréhension, dont le plus innovant est le travail interdisciplinaire sur les systèmes homme-environnement;
ii) l'énorme puissance d'Internet en tant que système d'information mondial auto-organisé;
iii) l'expansion de sociétés plus libres et ouvertes, soutenant les médias indépendants; et
iv) la croissance des systèmes politiques démocratiques, restreignant les possibilités d'exercice du pouvoir arbitraire de l'État et renforçant le rôle de la société civile. L'humanité devient, d'une manière ou d'une autre, un agent conscient de soi et actif dans le fonctionnement de son propre système de survie (45).

Ce processus est toujours en cours, et où il peut conduire reste assez incertain. Cependant, trois grandes approches philosophiques peuvent être distinguées dans le débat croissant sur la gestion de l'environnement mondial en mutation (28, 45).

Comme d'habitude.

Dans cette conceptualisation de la prochaine étape de l'Anthropocène, les institutions et le système économique qui ont conduit à la Grande Accélération continuent de dominer les affaires humaines. Cette approche est basée sur plusieurs hypothèses.

Premièrement, les changements mondiaux ne seront ni graves ni rapides pour provoquer des perturbations majeures du système économique mondial ou d'autres aspects importants des sociétés, tels que la santé humaine - cela a été falsifié par l' épidémie de la pandémie de Covid-19 en 2020 .
Deuxièmement, le système économique existant, axé sur le marché, peut gérer de manière autonome toutes les adaptations nécessaires. Cette hypothèse repose sur le fait que les sociétés étant devenues plus riches, elles ont traité efficacement certains problèmes de pollution locale et régionale (46). Les exemples incluent le nettoyage des principaux fleuves européens et l'amélioration du problème des pluies acides en Europe occidentale et en Amérique du Nord orientale.
Troisièmement, les ressources nécessaires pour atténuer le changement global de manière proactive seraient mieux dépensées pour des besoins humains plus urgents.

L'approche du statu quo semble, à première vue, être une voie à suivre sûre et conservatrice. Cependant, cela comporte des risques considérables. Au fur et à mesure que le système terrestre change en réponse aux activités humaines, il fonctionne à une échelle de temps qui ne correspond pas à la prise de décision humaine ou au fonctionnement du système économique. L'élan à long terme intégré au système terrestre signifie qu'au moment où les humains se rendront compte qu'une approche de maintien du statu quo peut ne pas fonctionner, le monde sera engagé dans des décennies, voire des siècles, de changements environnementaux. L'effondrement d'une société moderne et mondialisée sous un changement environnemental incontrôlable est un résultat possible.

An example of this mis-match in time scales is the stability of the cryosphere, the ice on land and ocean and in the soil. Depending on the scenario and the model, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (40) projected a global average warming of 1.1–6.48C for 2094–2099 relative to 1980– 1999, accompanied by a projected sea-level rise of 0.18–0.59 m (excluding contributions from the dynamics of the large polar ice sheets). However, warming is projected to be more than twice as large as the global average in the polar regions, enhancing ice sheet instability and glacier melting.

Recent observations of glacial dynamics suggest a higher degree of instability than estimated by current cryospheric models, which would lead to higher sea level rise through this century than estimated by the IPCC in 2001 (47). It is now conceivable that an irreversible threshold could be crossed in the next several decades, eventually (over centuries or a millennium) leading to the loss of the Greenland ice sheet and consequent sea-level rise of about 5 m.

Mitigation.

Une autre voie vers l’avenir repose sur la reconnaissance que la menace de nouveaux changements mondiaux est suffisamment grave pour qu’elle soit traitée de manière proactive. La voie d'atténuation tente de réduire la pression humaine sur le système terrestre en améliorant considérablement la technologie et la gestion, l'utilisation rationnelle des ressources de la Terre, le contrôle de la population humaine et animale domestique et l'utilisation et la restauration globales prudentes de l'environnement naturel. Le but ultime est de réduire la modification humaine de l'environnement mondial pour éviter des niveaux et des taux de changement dangereux ou difficiles à contrôler (48) et, en fin de compte, pour permettre au système terrestre de fonctionner d'une manière pré-anthropocène.

La technologie doit jouer un rôle important dans la réduction de la pression sur le système terrestre (49). Au cours des dernières décennies, les progrès rapides des transports, de l'énergie, de l'agriculture et d'autres secteurs ont entraîné une tendance à la dématérialisation dans plusieurs économies avancées. La quantité et la valeur de l'activité économique continuent de croître, mais pas la quantité de matière physique qui circule dans l'économie.

Il existe d'autres opportunités technologiques. La consommation mondiale d'énergie équivaut à seulement 0,05% du rayonnement solaire atteignant les continents. Seulement 0,4% du rayonnement solaire entrant, 1 W m-2, est converti en énergie chimique par photosynthèse sur terre. L'appropriation humaine de la production primaire nette est d'environ 10%, y compris l'agriculture, la fibre et la pêche (50). En plus des nombreuses opportunités de conservation de l'énergie, de nombreuses technologies - du solaire thermique et photovoltaïque en passant par la fission et la fusion nucléaires à l'énergie éolienne et aux biocarburants provenant des forêts et des cultures - sont disponibles dès maintenant ou en cours de développement pour remplacer les combustibles fossiles.

Bien qu'une technologie améliorée soit essentielle pour atténuer le changement mondial, elle peut ne pas suffire à elle seule. Des changements dans les valeurs sociétales et les comportements individuels seront probablement nécessaires (51). Certains signes de ces changements sont maintenant évidents, mais la Grande Accélération a un élan considérable et semble s'intensifier (52). La question cruciale est de savoir si les tendances de dématérialisation et de changement des valeurs sociétales deviennent suffisamment fortes pour déclencher une transition de notre société mondialisée vers une société beaucoup plus durable.

Options de géo-ingénierie.

La gravité du changement mondial, en particulier les changements du système climatique, peut contraindre les sociétés à envisager des options plus radicales. Par exemple, l'émission anthropique de particules d'aérosol (par exemple, fumée, sulfate, poussière, etc.) dans l'atmosphère conduit à un effet de refroidissement net car ces particules et leur influence sur les propriétés des nuages améliorent la rétrodiffusion du rayonnement solaire entrant. Ainsi, les aérosols agissent en opposition à l'effet de serre, masquant une partie du réchauffement que nous aurions autrement vu aujourd'hui (53). Paradoxalement, un nettoyage de la pollution de l'air peut ainsi augmenter le réchauffement des serres, conduisant peut-être à un réchauffement supplémentaire de 1,8 ° C et rapprochant la Terre de niveaux de changement climatique «dangereux». Cet effet et d'autres effets d'amplification, tels que les rétroactions du cycle du carbone à mesure que la Terre se réchauffe (54), pourrait rendre les efforts d'atténuation largement inefficaces. Juste pour stabiliser la concentration atmosphérique de CO2, sans tenir compte de ces effets amplificateurs, il faut une réduction des émissions anthropiques de plus de 60% - une tâche herculéenne étant donné que la plupart des gens sur Terre, afin d'augmenter leur niveau de vie, sont en besoin de beaucoup d'énergie supplémentaire.

Une approche d'ingénierie pour réduire la quantité de CO2 dans l'atmosphère est sa séquestration dans des réservoirs souterrains (55). Cette `` géoséquestration '' allégerait non seulement les pressions sur le climat, mais diminuerait également l'acidification attendue des eaux de surface des océans, ce qui conduit à la dissolution des organismes marins calcaires (56).

Dans cette situation, certains plaident pour des solutions de géo-ingénierie, un sujet très controversé. La géo-ingénierie implique une manipulation délibérée par l'homme des processus du système terrestre à l'échelle mondiale dans le but de contrer les changements environnementaux d'origine anthropique tels que le réchauffement des serres (57). Une proposition se fonde sur l'effet de refroidissement des aérosols mentionné au paragraphe précédent (58). L'idée est d'améliorer artificiellement l'albédo de la Terre en libérant des matériaux réfléchissant la lumière du soleil, tels que des particules de sulfate, dans la stratosphère, où ils restent pendant 1 à 2 ans avant de s'installer dans la troposphère. Les particules de sulfate seraient produites par l'oxydation du SO2, comme cela se produit lors des éruptions volcaniques. Afin de compenser un doublement du CO2, si cela devait se produire, l'apport de soufre devrait être d'environ 1 à 2 TgS / an (contre un apport d'environ 10 TgS / an par le mont Pinatubo en 1991). Les injections de soufre devraient avoir lieu tant que les niveaux de CO2 restent élevés.

En examinant plus profondément l'évolution de l'Anthropocène, les générations futures de H. sapiens feront probablement tout ce qu'elles peuvent pour empêcher une nouvelle ère glaciaire en ajoutant de puissants gaz à effet de serre artificiels à l'atmosphère. De même, toute baisse des niveaux de CO2 à de faibles concentrations, entraînant de fortes réductions de la photosynthèse et de la productivité agricole, pourrait être combattue par des rejets artificiels de CO2, peut-être par une séquestration antérieure du CO2. De même, dans un avenir lointain, H. sapiens détournera les météorites et les astéroïdes avant de pouvoir toucher la Terre.

Pour le moment, cependant, la simple suggestion d'options de géo-ingénierie peut soulever de sérieuses questions éthiques et un débat intense. En plus des préoccupations éthiques fondamentales, un problème critique est la possibilité d'effets secondaires imprévus et imprévus qui pourraient avoir des conséquences graves. Le remède pourrait être pire que la maladie. Pour l'exemple d'injection de sulfate décrit ci-dessus, le temps de séjour des particules de sulfate dans l'atmosphère n'est que de quelques années, donc si de graves effets secondaires se produisaient, les injections pourraient être interrompues et le climat se détendrait à son ancien état de CO2 élevé dans un décennie.

La Grande Accélération atteint la criticité (Fig. 4). Des défis immenses et immédiats se posent à l'humanité au cours des prochaines décennies alors qu'elle tente de passer par un goulot d'étranglement de la croissance démographique continue, de l'utilisation excessive des ressources et de la détérioration de l'environnement. Dans la plupart des régions du monde, la demande de combustibles fossiles dépasse le désir de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Environ 60% des services écosystémiques sont déjà dégradés et continueront de se dégrader à moins que des changements sociétaux importants dans les valeurs et la gestion ne se produisent (38). Il existe également des preuves de directions radicalement différentes construites autour de solutions innovantes basées sur la connaissance. Quoi qu'il en soit, les prochaines décennies seront sûrement un tournant dans l'évolution de l'Anthropocène.

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59. This paper grew out of discussions at the 96th Dahlem Conference (‘‘Integrated History and future of People on Earth [IHOPE]’’), held in Berlin in June 2005. We are grateful to the many colleagues at the Conference who contributed to the stimulating discussions, and to Dr Julia Lupp, the Dahlem Conference organizer, for permission to base this paper on these discussions.

60. First submitted 31 May 2007. Accepted for publication 00 October 2007.

Will Steffen est directeur de la Fenner School of Environment and Society de l'Australian National University, Canberra. De juillet 2004 à octobre 2005, Steffen était chercheur invité, Bureau des sciences rurales, Département de l'agriculture, des pêches et des forêts. De 1998 à la mi-2004, il a été directeur exécutif du programme international Géosphère-Biosphère, basé à Stockholm, en Suède. Ses intérêts de recherche couvrent un large éventail dans le domaine de la science du système terrestre, avec un accent particulier sur les interactions des écosystèmes terrestres avec le changement global, le cycle mondial du carbone, l'incorporation des processus humains dans la modélisation et l'analyse du système terrestre, et la durabilité et la Terre Système. Son adresse: The Australian National University, Canberra ACT 0200, Australie. Courriel: will.steffen@anu.edu.au

Paul J. Crutzen est ancien directeur de la division de chimie atmosphérique du Max Planck Institute for Chemistry de Mayence, en Allemagne, et professeur (à temps partiel) au Scripps Institute of Oceanograpy, Université de Californie, La Jolla, États-Unis. Il a obtenu son doctorat et son diplôme de maîtrise en météorologie à l'Université de Stockholm. Ses recherches ont principalement porté sur le rôle de la chimie dans le climat et la biogéochimie, et en particulier la photochimie de l'ozone dans la stratosphère et la troposphère. En 1995, il a reçu le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les processus chimiques conduisant à la destruction de l'ozone dans la stratosphère. Les travaux de Crutzen ont également attiré l'attention sur la grande importance des tropiques dans la chimie atmosphérique. En outre, ses recherches ont montré le risque d'obscurité et de fort refroidissement à la surface de la terre en raison de la forte production de fumée par des incendies importants dans une guerre nucléaire (`` hiver nucléaire ''). Ses recherches au cours des 1 à 2 dernières décennies portent sur le rôle des nuages dans la chimie atmosphérique ainsi que sur les réactions photochimiques qui se produisent dans l'air marin. Plus récemment, il s'est concentré sur les effets climatiques de la production de biocarburants, en particulier les émissions de N2O provenant des engrais azotés. Son adresse: Institut Max Planck de chimie, Département de chimie atmosphérique, PO Box 3060, 55020 Mayence, Allemagne Courriel: Ses recherches au cours des 1 à 2 dernières décennies portent sur le rôle des nuages dans la chimie atmosphérique ainsi que sur les réactions photochimiques qui se produisent dans l'air marin. Plus récemment, il s'est concentré sur les effets climatiques de la production de biocarburants, en particulier les émissions de N2O provenant des engrais azotés. Son adresse: Institut Max Planck de chimie, Département de chimie atmosphérique, PO Box 3060, 55020 Mayence, Allemagne Courriel: Ses recherches au cours des 1 à 2 dernières décennies portent sur le rôle des nuages dans la chimie atmosphérique ainsi que sur les réactions photochimiques qui se produisent dans l'air marin. Plus récemment, il s'est concentré sur les effets climatiques de la production de biocarburants, en particulier les émissions de N2O provenant des engrais azotés. Son adresse: Institut Max Planck de chimie, Département de chimie atmosphérique, PO Box 3060, 55020 Mayence, Allemagne Courriel:crutzen@mpch-mainz.mpg.de

John R. McNeill est professeur d'histoire et professeur d'université à l'Université de Georgetown où, jusqu'en 2006, il était titulaire de la chaire Cinco Hermanos en affaires internationales et environnementales. Ses recherches portent principalement sur l'histoire environnementale du monde méditerranéen, du monde tropical de l'Atlantique et des îles du Pacifique. Ses livres les plus récents, de portée mondiale, sont Something New Under the Sun: An Environmental History of the Twentieth-Century World et The Human Web, co-écrit avec William H. McNeill. Il termine actuellement une histoire de la fièvre jaune dans les Amériques du 17e au 20e siècle et commence une histoire des combustibles fossiles. Son adresse: School of Foreign Service, Washington, DC 20057, États-Unis. Courriel: mcneillj@georgetown.edu