L’effet de serre

L’énergie du Soleil qui se fraye un chemin vers la Terre peut avoir du mal à retrouver son chemin vers l’espace. L’effet de serre fait qu’une partie de cette énergie se retrouve bloquée dans l’atmosphère, absorbée et libérée par les gaz à effet de serre.

Sans l’effet de serre, la température de la Terre serait en dessous de zéro. Il s’agit, en partie, d’un processus naturel. Cependant, l’effet de serre de la Terre se renforce à mesure que nous ajoutons des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cela réchauffe le climat de notre planète.

Comment fonctionne l’effet de serre ?

L’énergie solaire absorbée à la surface de la Terre est renvoyée dans l’atmosphère sous forme de chaleur. Lorsque la chaleur fait son chemin dans l’atmosphère et retourne dans l’espace, les gaz à effet de serre en absorbent une grande partie. Pourquoi les gaz à effet de serre absorbent-ils la chaleur ? Les gaz à effet de serre sont plus complexes que les autres molécules de gaz dans l’atmosphère, avec une structure qui peut absorber la chaleur. Ils renvoient la chaleur vers la surface de la Terre, vers une autre molécule de gaz à effet de serre ou vers l’espace.

Il existe plusieurs types de gaz à effet de serre. Les principaux sont le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau, le méthane et l’oxyde nitreux. Ces molécules de gaz sont toutes composées de trois atomes ou plus. Les atomes sont maintenus ensemble de manière suffisamment lâche pour qu’ils vibrent lorsqu’ils absorbent de la chaleur. Finalement, les molécules vibrantes libèrent le rayonnement, qui sera probablement absorbé par une autre molécule de gaz à effet de serre. Ce processus permet de maintenir la chaleur près de la surface de la Terre. La plupart des gaz présents dans l’atmosphère sont de l’azote et de l’oxygène, qui ne peuvent pas absorber la chaleur et contribuer à l’effet de serre.

Un couple de gaz à effet de serre courants

• Dioxyde de carbone : Composées d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène, les molécules de dioxyde de carbone constituent une petite fraction de l’atmosphère, mais ont un effet important sur le climat. Il y avait environ 270 parties par million en volume (ppmv) de dioxyde de carbone dans l’atmosphère au milieu du 19e siècle, au début de la révolution industrielle. Cette quantité augmente à mesure que la combustion de combustibles fossiles libère du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Il y a environ 400 parties par million en volume (ppmv) actuellement.

• Méthane : puissant gaz à effet de serre, capable d’absorber beaucoup plus de chaleur que le dioxyde de carbone, le méthane est composé d’un atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène. On le trouve en très petites quantités dans l’atmosphère mais il est capable d’avoir un impact important sur le réchauffement. Le méthane est également utilisé comme combustible. Lorsqu’il est brûlé, il libère du gaz à effet de serre dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Au-dessus : (A gauche) La surface de la Terre, réchauffée par le Soleil, rayonne de la chaleur dans l’atmosphère. Une partie de la chaleur est absorbée par des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone, puis rayonnée vers l’espace (A). Une partie de la chaleur est directement envoyée dans l’espace (B). Une partie de la chaleur est absorbée par les gaz à effet de serre, puis renvoyée vers la surface de la Terre (C). (A droite) Avec plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère plus tard dans le siècle, plus de chaleur sera arrêtée par les gaz à effet de serre, réchauffant ainsi la planète. (Image : Lisa Gardiner/UCAR)

Plus de gaz à effet de serre = une Terre plus chaude

Même si seule une infime partie des gaz présents dans l’atmosphère terrestre sont des gaz à effet de serre, ils ont un effet énorme sur le climat. Au cours de ce siècle, la quantité de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, devrait doubler dans l’atmosphère. D’autres gaz à effet de serre, comme le méthane et l’oxyde nitreux, augmentent également. La quantité de gaz à effet de serre augmente en raison de la combustion de combustibles fossiles, qui libèrent ces gaz et d’autres polluants atmosphériques dans l’atmosphère. Les gaz à effet de serre se retrouvent également dans l’atmosphère à partir d’autres sources. Les animaux de ferme, par exemple, libèrent du méthane lorsqu’ils digèrent les aliments. Le ciment étant fabriqué à partir de calcaire, il libère du dioxyde de carbone.

Lorsqu’il y a plus de gaz à effet de serre dans l’air, la chaleur qui le traverse en sortant de l’atmosphère a plus de chances d’être arrêtée. Les gaz à effet de serre ajoutés absorbent la chaleur. Ils rayonnent ensuite cette chaleur. Une partie de la chaleur s’éloigne de la Terre, une autre est absorbée par une autre molécule de gaz à effet de serre, et une autre se retrouve à la surface de la planète. Avec plus de gaz à effet de serre, la chaleur restera sur place, réchauffant ainsi la planète.