Ce nouvel épisode s'intéresse à la notion de température, autant celle mesurée que ressentie. Puis il ouvre à la science atmosphérique (son avènement et sa composition dont les stocks et les flux de CO2).

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Préalable sur la température.

     La température moyenne du globe
Avant d'entrer dans le vif du sujet, évoquons la question fondamentale de la température mondiale.
Depuis le début du siècle précédent, nous avons connu - les anciens les ont vécus - des fluctuations notables de température :
  -Vers le haut de 1920 à 1945,
  -Vers le bas de 1945 à 1980, la fin des 30 glorieuses avec tout autant ou presque de CO2 qu'aujourd'hui,
  -Vers  le haut dans une sorte de stabilité  de 1980 à nos jours.

Sachant que ces variations ne sont pas forcément mondiales mais plutôt centrées à l'ouest du continent occidental.
Elles sont parfaitement explicables par le grand nombre de causes terrestres, océaniques, atmosphériques, astronomiques, qui peuvent faire varier les températures autant que le climat local (météo) et mondial. Un sujet qui sera traité dans une prochaine publication à partir de 2026.

Le Réchauffement actuel est-il prouvé par la mesure des températures actuelles comparées au passé : + 1,5° depuis 1850 ?
D'aucuns pensent que ce n'est pas prouvé du simple fait qu'il n'est pas mesuré.
Tel que le ressasse le physicien J M Bonnamy,  comme bien d'autres scientifiques : "le calcul de la température moyenne de la terre - évaluée très approximativement à 15° C - ne peut se faire par l'assimilation à des moyennes de température. C'est une hérésie ".
Convenons que nous vivons en Occident un R C, surtout depuis 2000.
Est-ce vérifié dans toutes les régions du monde, de l'équateur aux pôles ? 
Un réchauffement peut n'être dû qu'à un phénomène météo sans apport de chaleur, et inversement pour un refroidissement.
Par ailleurs, la dichotomie du climat que JM Bonnamy met en évidence (voir infra), formalise en quelque sorte la distinction entre Réchauffement et Climat. De fait, comment apprécier un réchauffement ou un refroidissement planétaire ?
S'il est difficile de s'entendre sur une température moyenne du globe, comment apprécier par rapport au passé une variation aussi faible ( + 1° C à 2° C de moyenne mondiale par rapport à 1850)  ?
D'ailleurs on peut se poser la question de savoir comment le GIEC a établi ces 1°5 C de croissance de la température moyenne depuis 1850 ?

Ce qui renforce d'autant les doutes sur les projections du GIEC concernant les températures de demain ; sur la validité de ses modèles (voir infra) qui prévoient de façon erratique  : + 1,5°C corrigé parfois à 2,5°C pour 2030 et pourquoi pas + 4° C 2050 sinon plus pour 2100 !...si on n'obtient pas la mythique neutralité carbone

      - Paul Deheuvels statisticien, membre de l’Académie des Sciences, Professeur émérite à Sorbonne-Université, critique le catastrophisme des médias concernant les températures à l'échelle planétaire. Il est l'un des plus grands contempteurs des modèles du GIEC  (voir infra le chapitre sur les modèles)
https://www.climato-realistes.fr/evolution-du-climat-verites-indesirables/
Lorsque les médias et divers auteurs affirment que "2023 est l’année la plus chaude jamais observée", ils font preuve d’une certaine myopie, puisque les relevés de température à l’échelle planétaire (incluant la mesure des températures océaniques), ne sont réalisés que depuis 1979 par satellite. Il faudrait donc rectifier ce commentaire en qualifiant 2023 " d’année la plus chaude jamais observée depuis 1979 ". Ce n’est pas pareil !
Pour avoir un éventail plus précis et plus large des températures au cours des âges on se reportera (lien ci-dessus) à son excellent article : Evolution du Climat - Vérité Indésirables et aux commentaires nourris et très instructifs dont il fait l'objet.

Il est formellement établi que les températures atteintes durant l’optimum médiéval, de l’an 900 à l’an 1300, étaient (du moins dans l’hémisphère nord), nettement plus chaudes qu’aujourd’hui. En effet, durant cette période, la vigne arrivait à maturité en Norvège, ce qui est loin d’être le cas en 2023. La traduction littérale de Goendland n'est-il pas ce qu'il fut, le pays vert.

Le GIEC, pour prédire la température de 2030 à 2100, comme pour aggraver son cas, ne tient pas compte non plus des cycles astronomiques.
 - long de Milankovic selon les variations de l'excentricité (400 000 ans) de l'obliquité (40000 ans) et de la précession (25000 ans ) modifiant l'intensité solaire à l'origine de l'alternance des périodes glaciaires et interglaciaires,
 - court des taches solaires 
-  très courts de Schwabe de 11 ans lié à l'inversion des pôles magnétiques ou de Gleissberg d'une périodicité de 70 à 100 ans.

 

L'auteur signale l'importance des taches solaires et en particulier leur cycle court.
"En 2025, leur nombre a été de 115, en comparaison du minimum de Mounder (1645 à 1715) de 0, comme d'ailleurs pour le minimum antérieur de Spörer (1420 - 1570) ou celui postérieur de Dalton (1790 -1830).
La disparition des taches laisserait présager l'arrivée d'une nouvelle mini-période glaciaire de 2030 à 2040, lors du minimum de taches solaires annoncé en 2030". Un fait qui n'est pas certain mais discuté dans la communauté des scientifiques climato-sceptiques.

Il est formellement établi que les températures atteintes durant l’optimum médiéval, de l’an 900 à l’an 1300, étaient (du moins dans l’hémisphère nord), nettement plus chaudes qu’aujourd’hui. En effet, durant cette période, la vigne arrivait à maturité en Norvège, ce qui est loin d’être le cas en 2023. La traduction littérale de Goendland n'est-il pas ce qu'il fut, le pays vert.

Les données de paléoclimatologie montrent que les températures de l’Eocène, 50 M (millions) a. BP (before the present), dépassaient celles de notre époque de plus de 10°C.
Les forages de Vostock dans l'Antarctique relatifs à l'European Project for Ice Coring in Antartica, permettent de reconstituer les températures passées avec les rapports des isotopes de l'oxygène qui sont à 99% composés de O16 et à 0,2% de O18.  Ce dernier croit avec la température.
Nous sommes actuellement avec des taux plus élevés d'O18 que pour des périodes antérieures plus froides.

Nombre d'auteurs mettent en doute que le CO2 serait la cause des variations de température et que ce serait plutôt l'inverse. Que des facteurs naturels à l'origine des modifications incessantes des températures, seraient à l'origine de celles du CO2, comme le réchauffement des océans.
 

          - Pascal Richet  de l'Institut du Globe de Paris a publié en 2021 dans History of Go and Space Sciences (2021) - voir sa traduction avec ce lien - un article qui remet en cause le R C A.
httpps://www.climato-realistes.fr/wp-content/uploads/2021/06/Pascal-Richet-vostok.pdf
Son étude sur les carottages de glace de Vostok portant sur une période de 423000 ans, démontre que les hausses de température précèdent les hausses de CO2 de 800 ans et non l'inverse. Ce dernier ne peut donc être la cause du R C puisqu'un effet ne peut précéder la cause.  

       - Roy Warren Spencer est un météorologue américain, chercheur principal à l’Université d’Alabama à Huntsville. 
https://www.climato-realistes.fr/les-emissions-mondiales-de-co%E2%82%82-sont-bien-inferieures-a-celles-des-scenarios-climatiques-du-giec/
Il est connu pour son travail de surveillance de la température pour lequel il a reçu le prix spécial de la NASA et celui de l’American Meteorological Society.
https://www.climato-realistes.fr/effets-des-ilots-de-chaleur-urbains-sur-les-tendances-de-la-temperature-aux-etats-unis/
  
      - Le Pr Eric Verrecchia, Pr émérite de biogéochimie à l'Université de Lausanne et géographe physicien, géologue et spécialiste du carbone, écrit que "dans la longue l'histoire du climat, il y a une corrélation entre les niveaux de CO2 et les changements de température, mais la corrélation n'implique pas toujours la causalité. De plus, à l'échelle géologique, il est souvent difficile de déterminer avec précision quel changement a précédé l'autre.
Dans le système climatique terrestre, le CO2 et la température s'influencent mutuellement dans certaines conditions par divers mécanismes de rétroaction, rendant donc, dans certains cas, difficile l'isolement d'une cause unique"..
 

      Le  feu de bois, énergie majeure depuis la préhistoire

Un bref rappel des conditions d'apparition de notre lignée à la fin du tertiaire - 4 M a. BP, est à même de nous faire comprendre son adaptation remarquable à des conditions de températures hostiles, ce qui signifie plus froides ou plus chaudes qu'aujourd'hui, tout au long de son évolution jusqu'à nous. Le feu, la première énergie qu'il a domestiquée, constitue un pilier de son évolution et dans les pays du tiers monde, le bois constitue la première ressource énergétique pour se chauffer et cuisiner.

La naissance du feu
Comme chacun le sait, nous descendons du singe (1), plus spécialement, vers - 40 M a. BP, des primates supérieurs ou Hominoïdes qui lentement vont initier las branches des Hominidés
https://www.hominides.com/hominides/
Vers  -7 M a., "plusieurs branches, avec de nouvelles espèces d'hominidés s'écartent, se rapprochent, s'arrêtent brusquement pour finir (?) avec une seule espèce, la nôtre". 

Après une longue évolution, vers - 4 M a. BP, se dessine la branche  de notre ancêtre, l'Australopithèque.
Bipède, 1,5 m de haut, 50 kg, sa boite crânienne primitive n'est que d'un demi-litre.
Cette anatomie est confirmée par la découverte par une équipe d'anthropologues franco-américains. en 1974, dans l'est africain (Ethiopie), d'un spécimen fossile du plus vieil hominidé connu, une femme nommée Lucy.
Elle appartient à l'embranchement éteint d'Australopithecus afarensis ayant vécu entre - 2 M a. BP  et - 3 M a. BP.  et serait le plus ancien hominidé connu à l'origine du genre homo
Cette révélation par une équipe internationale, fait grand bruit car elle démontre que l'acquisition de la bipédie précède le processus d'accroissement du volume crânien.
Cet ancêtre est "relayé" au début du quaternaire - 2 M a. à 1,5 M, toujours dans le berceau africain, par Homo Habilis qui maitrise la fabrique des outils et des armes à partir de matériaux lithiques dont le silex (2).

Homo Erectus de - 1,5 Ma. BP à - 400000 a. BP, qui succède à Habilis, quitte l'Afrique - ils ne savent pas exactement où ils vont -  en progressant lentement vers l'Asie. Puis une seconde vague, à partir de - 1 Ma BP, investit l'Europe.
Les raisons de ces migrations relèvent sûrement de l'augmentation démographique, de recherche de subsistance mais surtout de changements climatiques.
Ce nouvel homo encore arboricole mais  de plus en plus terrien, se déplace dans la savane et quitte lentement son lieu d'origine. Et pour cause, vivant souvent à découvert, il relève la tête vers d'autres horizons et pour se protéger des animaux sauvages sinon de ses congénères.
Et lentement sa peau devient noire

Son volume crânien double: 1 litre et de fait ses capacités cognitives croissantes lui donnent d'inventer le feu au tout début de son règne. Sachant que sa domestication en Afrique autant que dans le monde, a mis 2M a. pour se répandre. 

On se perd en conjectures pour savoir comment les hommes préhistoriques ont acquis sa maîtrise, à la fois pour l'allumer par friction entre deux morceaux de bois ou par percussion de la pyrite avec du silex...et pour le conserver.
La lente généralisation pendant plusieurs M a. de cette énergie, fut un tournant dans  l'évolution de l'humanité ; pour s'éclairer dans les grottes, se protéger des animaux sauvages et surtout des rigueurs du climat lors des trois grandes glaciations que l'homme a traversées.
Il fut aussi un progrès déterminant pour la cuisson de la viande et des végétaux, les rendre plus sains, plus faciles à mâcher et surtout à digérer. 
Témoin de cette évolution, son anatomie faciale prend l'aspect qu'on lui connait aujourd'hui au détriment d'une prognathie affirmée nécessaire à la mastication des aliments crus. Quelques rares contemporains présentent la résurgence de cet appareil masticatoire développé, surtout dans sa partie inférieure. 
Réunis autour du foyer, nos ancêtres se sont socialisés en initiant certains prémices de la culture à travers langage, chants, danses et légendes. 

Vers - 400000 M a. BP, apparait Homo Sapiens venu aussi du continent africain avec un cerveau d'un litre et demi qui correspond à celui que nous possédons  
Il sera rejoint vers - 100 000 ans BP, par une autre branche d'Homo, européenne, Homo Sapiens Néanderthalensis apparu en Europe centrale (Altaï) à la même époque que son congénère.
Ils vont se faire la guerre des territoires, parfois cohabiter jusqu'à se croiser au sens génétique puisque nous possédons quelques gênes communs (1,8 à 2,6%) dans notre caryotype.
Pour des raisons non élucidées clairement - d'aucuns avancent la supériorité intellectuelle du survivant - Néandertal va disparaitre vers - 40 000 a. BP et laisser le champ libre à notre ancêtre direct Homo Sapiens, l'homme moderne. 

L'idée que le volume du cerveau a cru au cours de l'évolution depuis les hominidés (500 cl), serait liée aux qualités cognitives de l'homme est contestée. Les paléoanthropologues affirment que si la station érigée a fait doubler le volume du cerveau, celui que nous possédons entre 1200 et 1500 cl (celui de la femme étant légèrement inférieur à celui de l'homme !), comparable à celui d'Homo Sapiens, ressort du fait que son volume est corrélé à sa stature. Et que cette vieille considération, certes avantageuse pour le genre masculin ! n'a aucune influence sur les capacités intellectuelles. La preuve, le cerveau d'Einstein a un volume de 1230 cl ! 

Depuis sa sortie du paléolithique (pierre taillée) au début de l'holocène, 11500 a. BP , l'homme moderne,  profite de notre période interglaciaire plus chaude pour se sédentariser. Les premiers agriculteurs pratiquent le brûlis et l'écobuage pour défricher et préparer des terres à la culture. 
Au cours du Néolithique (pierre polie), de - 9000 BP à - 3000 BP, le feu accompagne la naissance des grandes civilisations et la création des premières cités. Grâce à lui, naitront la poterie, l'émail, la céramique et l'industrie des métaux : l'âge du cuivre - 3000 BP à - 2000 BP ; du bronze (80% cuivre + 20% étain) - 2000 BP à - 1000 BP  puis du fer ; ce qui autorise à notre espèce de faire un bond civilisationnel incontestable.

Le bois source majeure d'énergie renouvelable
Depuis plus de 2 M d'années, aux côtés du vent, de l'eau, des animaux et des hommes, le bois sous de multiples formes, constitue une énergie primaire qui ne baisse pas, bien au contraire. 
En France, selon la Banque des Territoires, il représente en 2024, sous forme directe ou indirecte (vapeur pour produire de l'électricité avec un alternateur), 30% de la production d'énergie renouvelable (3) et 5% de la consommation totale d'énergie primaire.
https://www.banquedesterritoires.fr/energies-renouvelables-une-part-de-158-de-la-consommation-denergie-primaire-francaise-en-2024
Dans certains pays du tiers monde, le bois est une source importante sinon majeure, d'énergie primaire.
Jusqu'au début du siècle dernier - les maisons anciennes en témoignent - chaque pièce comporte une cheminée. Depuis l'arrivée du chauffage central alimenté par le bois, de plus en plus par les énergies fossiles (gaz, fuel) et du chauffage électrique, ces âtres sont inactifs sauf parfois celui de la pièce principale plus pour le plaisir de voir, d'entendre ou parfois de sentir, que pour chauffer.

Malgré la pollution - oxyde d'azote (NO), Ozone (O3), dioxyde de soufre (SO2), particules en suspension et particules fines (< 2,5 μm ) -  qu'entraîne sa combustion dans les villes, l'utilisation du bois participe des énergies renouvelables, sous prétexte que la forêt est renouvelable. 

(1) Les grands singes, deux espèces de chimpanzés  : pan troglodytes et pan paniscus (bonobo) qui, avec une proximité de genre, ont évolué à côté de l'homme depuis les origines, les hominidés, ont un patrimoine génétique qui diffère d'à peine 1,2%.
(2) Le silex est un des minéraux naturels les plus durs, composé de quartz (noté 7/10 sur l'échelle de dureté de Mohs). Il se serait formé dans des eaux saturées en silice hydratée (opale) qui par épigénèse (réactions chimiques entre matériaux influencées par des conditions thermiques et de pression particulières) évolue chimiquement en calcédonite puis en quartz.
 (3) bois 30% ; hydraulique :18% ;  éolien/solaire :12%/6% ; pompe chaleur : 13% ; biogaz : 6%

Les variations individuelles face aux changements thermiques.

Dans l'histoire l'invention du feu marque un tournant évolutif puisque l'humanité a toujours était victime beaucoup plus des grands froids, souvent par la famine, des périodes de réchauffement voire de surchauffe.

Dans les deux cas, l'instinct de survie lui a donné de résister aux extrêmes thermiques par une adaptation dans sa manière de vivre (habit, habitation..) et par un système anatomo-physiologique très ingénieux. 

Les animaux poïkilothermes ou ectothermes (poissons, reptiles, amphibiens, mollusques, annélides, arthropodes), faussement nommés animaux à sang froid, ont leur température intérieure qui dépend du milieu extérieur. 
Les mammifères, les oiseaux, sont homéothermes (endothermes). Ils possèdent un système de régulation (thermogénèse et thermolyse) qui maintient constante leur température intérieure en dépit des conditions extérieures.
L'homme, mammifère par excellence, est doté d'éléments anatomiques de protection du froid (poils, graisses...) et d'un processus physiologique d'évapotranspiration pour lutter contre la chaleur. 
Il a de plus recours à un savant système intérieur de régulation de la température : le pouvoir vasculaire d'adaptation au milieu.
  - La vasoconstriction contre le froid :  le sang afflue des parties distales (les membres dont les mains, les pieds, le visage qui se refroidissent) vers l'intérieur pour protéger les organes vitaux : cerveau, cœur, poumons....
  - La vasodilatation contre le chaud : à l'inverse, une surchauffe du corps, provoque le reflux du sang vers les extrémités dont les vaisseaux qui se dilatent : les mains, les pieds, le visage prennent des couleurs.
Ainsi maintient-il sa température intérieure autour de 37°C.
Ce préalable anatomo-physiologique confirme que malgré ce système sophistiqué d'adaptation, chacun réagit selon sa génétique, son habitus de naissance, son âge et sa manière très subjective de ressentir les variations de températures extérieures.
Ces deux derniers critères, l'âge et la subjectivité interpersonnelle, rejoignent le sujet du R C actuel et la manière dont chacun le vit.
En Europe et aux EU, dont les populations sont vieillissantes, surtout en France, donnent à penser qu'elles sont beaucoup plus vulnérables aux changements intempestifs de température et particulièrement à la surchauffe de certaines périodes estivales. Et cela d'autant que dans ces pays dits riches, tout est fait pour minimiser les écarts de température dans les maisons, les magasins, les voitures et autres lieux de vie. L'hiver avec une température souvent >20°C et l'été par un usage courant de la climatisation pour avoir une température < 25°C. Ce qui conduit notre organisme à être moins résilient vis à vis des écarts de températures extérieures.

Introduction à la science atmosphérique

Ce chapitre est largement inspiré des écrits et vidéos du Pr Eric Verrecchia qui a bien voulu en accepter la relecture

Pour mieux expliciter la position des climato-sceptiques, il m’est apparu utile de rappeler auparavant l’histoire de l’atmosphère, sa composition autant que les flux entrant et sortant, qui régissent la concentration en CO2.
Ce préalable sera à même de livrer la grande complexité des facteurs relatifs à l'atmosphère ; n'étant elle-même qu'une composante du climat et donc relativiser la participation des hommes au R C.

Formation de l'atmosphère

    A/Les photosynthèses : baisse du CO2 et croissance de l’O2

Notre planète s'est formée vers - 4,567 Mds a. BP dans le système solaire. 
L’atmosphère primitive s’est constituée à l’aube du Précambrien, l’ère géologique la plus longue, de - 4,0 Mds a. BP à - 0,542 Md a. BP, qui représente  près de 90% de l’histoire de la Terre. Au décours de cette longue période, la tectonique des plaques (dérive des continents ) procède de la formation des océans et de l'apparition des premières formes de vie, surtout les microorganismes.

Pour une approche plus complète de cette longue période liminaire au cours de laquelle la vie est apparue, on se reportera à l'article du Pr Dr Alain Préat de l'Université libre de Bruxelles publié sur le site Science-Climat-Energie : Le précambrien : les bactéries, la tectonique des plaques et l'oxygène
https://www.science-climat-energie.be/wp-content/uploads/2020/08/Bulletin_63_2_07-1_PREAT.pdf
Au début de cette longue période initiale, un événement majeur va intervenir : le refroidissement de la terre qui provoque la liquéfaction de la vapeur d’eau et la formation des océans primitifs. Ceux-ci réduisent la concentration atmosphérique du CO2 par dissolution dans l’eau.

Initialement, l’atmosphère issue des entrailles de la terre, se compose de 80% de vapeur d’eau, de CO2, d’ammoniac (NH3), mais pas d’oxygène (O2). Ce gaz nécessaire à la vie est apparu au départ par dissociation des molécules d’eau (H2O) dans la haute atmosphère sous l’effet des radiations solaires.
L’hydrogène (H2), trop léger, se perd dans l’espace tandis que l'atmosphère s'enrichit peu à peu en O2. Cette  source atmosphérique d’O2 sera néanmoins insuffisante pour que sa concentration puisse augmenter de façon significative.

1/La photosynthèse primitive, anoxygénique (H2S)
Vers 2,5 Mds a. BP, au cours du long processus mécanique de la tectonique des plaques (érosion/altération), l'enfouissement de la matière organique et de la pyrite (FeS2), vont commencer enrichir en O2 l’atmosphère et les océans en fer et soufre.
Dans les océans primitifs, les premières formes de vie : les procaryotes  (bactéries) sont responsables de la photosynthèse initiale, anoxygénique, grâce à l'hydrogène sulfureux (H2S) qui sera remplacé plus tard par l'eau (H2O), énergiquement plus intéressante.

Le Pr EricVerrecchia, biogéochimiste, géologue, spécialiste du carbone écrit :
"Cette première photosynthèse qui dure plusieurs millions d'années, provient de l'oxydation des sulfures"

CO2 + 2 H2S —> (CHOH) + H2O + 4S

CHOH représente une molécule de glucide, 1/6 du glucose.

Dans l'atmosphère primitive réductrice, H2S, fréquent, sert alors de base pour la chaîne énergétique via la libération d’électrons. 

2H2S -------> 4 H⁺  + 4 e^- + 2S

Ces réactions furent complétées par la phototropie sulfureuse

3CO2 + 2S  -------> + 5 H2O lumière (énergie des photons).......> 3(CHOH) + 4H⁺ + 2 SO4^2-

Le cycle du soufre jouant un rôle clés dans l'émergence de la vie photosynthétique anoxygénique, explique les nombreux dépôts de soufre, de gypse et de pyrites dans les séries précambriennes (avant 2,4 - 2,2 Mds a. BP)

2/La grande oxydation et la photosynthèse oxygénique (H2O) (1)
A ce processus très énergivore et peu efficace qui  persiste néanmoins de notre temps (bactéries vertes, pourpres et hélio bactéries...), va s'adjoindre vers - 2,4 Mds a. BP (pas très précis), l'activité des cyanobactéries substituant H2O à H2S dans une réaction extrêmement efficace

CO2 + 2 H2O + lumière (énergie des photons) —> (CHOH) + H2O + O2

Le soufre n'est plus nécessaire, l'eau surabondante, le CO2 et la lumière suffisent à la biosynthèse organique primordiale : le glucose, clés de l'évolution.

La nouvelle chaîne électronique est la suivante

2H2O —> 4 H⁺ + 4 e^- + O2

Cette photosynthèse énergiquement très efficace par l’oxydation de l’eau - et non du CO2 ce qui a été confirmé par les isotopes marqués de l’eau  - produit un terrible déchet oxydant, l'oxygène (O2) libre.
A partir de cette époque, de - 2,4 Mds BP à - 2,2 Mds BP, ce Great Oxygenation Event contribue à la croissance de l'O2 dans l’air,  dans les sols en favorisant leur oxydation et dans l’eau. Cet épisode a commencé lorsque le fer ferreux et autres métaux réducteurs dissous dans les océans qui fixaient l'oxygène produit par la photosynthèse des cyanobactéries, s'est épuisé.
Une autre théorie veut que le SO2 issu du souffle volcanique aérien, a fini par laver l'océan des substances réductrices et a rendu possible la libération d'O2 dans l'atmosphère produit par les cyanobactéries puis le phytoplancton.

Cette grande oxydation est un évènement majeur de l'apparition du vivant aérobie mais il est aussi à l'origine de la première extinction sur la terre. Nous en sommes à la sixième dédutée il y a 11000 ans. Une réalité qui devrait apaiser les écologistes radicaux. 

Quelques rescapés anaérobies (bactéries vertes, pourpres et hélio bactéries...) se sont sauvés du désastre et habitent des zones résiduelles sans oxygène.

A partir de - 0,5 M a., la concentration de l'atmosphère en O2 va se stabiliser autour de 21%,  proportion qui a perduré jusqu'à nos jours sans qu'on puisse en expliquer véritablement les raisons. 
(1)Voir à ce sujet le livre remarquable du Pr Claude Lance (2013), "Respiration et Photosynthèse. Histoire et secrets d'une équation" E D P, 2013, 596 p.

 3/ Variation du CO2 atmosphérique au cours des âges
Tout en fournissant le carburant majeur de la vie cellulaire, le glucose, la photosynthèse oxygènique va lentement réduire le CO2 atmosphérique et augmenter l’O2.
L'atmosphère oxydante va contribuer à l'apparition du règne végétal puis animal dans toute sa diversité. 

D'après P Berth et JC Maurin, au Paléozoïque, entre - 500 et - 400 M a. BP, la teneur en CO2 de l'atmosphère aurait été 16 fois supérieures à la nôtre (480 ppm).
https://www.science-climat-energie.be/wp-content/uploads/2023/04/1.-LE.CYCLE_.DU_.CARBONE.pdf

L'étude de Géocarb de Berner et Kotavala, citée par C. Duverney, indique "qu'au cours des 540 derniers millions d'années la concentration atmosphérique de CO2, sauf durant le Permien où elle est aussi faible qu'aujourd'hui, a été de 10 à 25 fois plus élevée que la nôtre. Et cela sans catastrophe, puisque la végétation luxuriante favorisée par le fertilisant CO2, a nourri les dinosaures"
https://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/CCCIC/ccl/lithosphere/3compart_600Ma

D'autres auteurs relatent aussi des concentrations élevées de CO2 :
Silurien : - 443 Ma - 420Ma BP, 4500 ppm de CO2 (17°C et 15% O2) Dévonien - 420 Ma - 360 Ma BP, 2200 ppm de CO2 (20°C et 15% O2)  Carbonifère - 360 Ma - 300 Ma BP,1500 ppm de CO2  (20 °C, 35%O2).

Même, a priori stabilisée à une époque récente, sa teneur atmosphérique connait des variations.
E G Beck, professeur d'Université à Friburg, en compilant 138 études, a obtenu une courbe présentant 3 pics de CO2 : 450 ppm après 1820, 370 ppm avant 1860 et 415 ppm vers 1945.
https://forums.infoclimat.fr/f/topic/29626-lanalyse-du-co2-atmosph%C3%A9rique/
Ce papier publié en 2007 corrobore d'autres études affirmant que la croissance du CO2 atmosphérique est naturelle, en particulier par évaporation des océans qui se réchauffent. Il affirme que ce n'est pas la révolution industrielle qui provoque la croissance du CO2, mais le climat

Le Pr Eric Verrecchia affirme
"l’existence d’une corrélation entre les niveaux de CO2 et les changements de température, mais la corrélation n'implique pas toujours la causalité. De plus, à l'échelle géologique, il est souvent difficile de déterminer avec précision quel changement a précédé l'autre. Dans nombre d'études, les auteurs sont victimes du biais d’une interprétation influencée par l’attribution actuelle du rôle du CO2 dans le climat, conduisant potentiellement à des suppositions sur la causalité" .

      B/Le cycle de l'azote 

Dernier chaînon manquant à l’élaboration de la matière organique,
Les organismes vivants autotrophes (bactéries) vont assimiler l’azote de l'air pour synthétiser de l'ammoniac NH4 ensuite oxydé en ion nitrite NO2^- et en ion nitrate NO3^- (la nitrification).
Le processus inverse anaérobie réduit les nitrates en N2 qui retourne dans l'atmosphère.
Ce cycle complexe maintient l'équilibre azoté dans la biosphère et le taux d'azote atmosphérique autour de 78% 

  - La fixation azotée
C'est un processus biologique (bactéries) qui assure la conversion de l'azote de l'air N2 en azote minéral : l'ammoniac assimilé par les plantes sous sa forme ammonium ( NH4⁺) ou ses formes oxydées

    N2 + 2H⁺ + 3H2................ > 2 NH4⁺
    N2 + 3H2 + 2H2O............> 2NH4⁺ + 2OH^-
   

  - La nitrification
L'ammoniac  est ensuite oxydé pour donner des  nitrites (NO2^-) et nitrates (NO3^-) assimilables par les organismes vivants.
L'équation complète de la transformation/oxydation de l'ammonium est la suivante

2NH4⁺ + 3O2 ...........> 2NO2 ^- + 4H⁺ + 2H2O

 - Dénitrification ou décomposition organique
Un processus microbien inverse, anaérobie, de désoxydation des  nitrates et nitrites en oxyde nitrique, oxyde nitreux puis azote minéral

NO3 ^- > NO2 ^- > NO > N2O > N2

Composition
On considère que la composition actuelle de l’air sec dans la partie inférieure de la troposphère (entre 8 et 15 km), perdure depuis - 60 M a..
Soit, 78% N2, 21% O2 et 1% de gaz rares dont 0,93% d’argon, 0,048% de CO2 en croissance infime et des traces d’autres gaz dont l’ozone (O3)
La vapeur d’eau constitue entre 0,1% et 5% (0,25% en moyenne) de la masse de l’atmosphère. L’eau se trouve sous trois états en fonction de la température : solide, liquide et gazeux, en proportions variables selon le temps et l’espace.
Elle n’est pas considérée comme un constituant stable de l’atmosphère 
Il n’empêche qu’elle est en poids le troisième gaz le plus abondant dans l’atmosphère et qu’il contribue majoritairement du moins pour les climato-sceptiques à l’effet de serre (voir infra, les nuages).

Or la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre qui piège les I R réfléchis par la terre. À la différence du CO2 dont l’effet de serre est saturé (voir infra Bonnamy), il existe des fréquences pour lesquelles la vapeur d’eau n’est pas saturée. Elle peut donc être responsable d’un certain réchauffement si les rayons incidents infra rouges s’intensifient et si sa concentration dans l’atmosphère augmente.
La vapeur d’eau est le seul gaz à effet de serre dont la concentration augmente à mesure que l’atmosphère se réchauffe, ce qui entraîne un réchauffement encore plus important ou rétroaction positive. On ne peut donc pas traiter le cas de la vapeur d’eau comme celui du CO2.

Pour maintenir la température moyenne de la terre autour de 15°C, le  système terre/atmosphère doit être en équilibre radiatif pour d’une part, dissiper l’énergie reçue du soleil par l’effet parasol des nuages, le rayonnement thermique réfléchi par la terre (l’albédo d’environ 30%) et d’autre part recevoir la chaleur renvoyée vers la terre par les gaz à effet de serre, dont majoritairement la vapeur d’eau.
Les rayons infra-rouges (I R ) réfléchis par la terre et absorbés par les gaz dits à effet de serre, sont responsables d’un effet réchauffant, principalement la vapeur d’eau.
En restituant cette énergie, l’atmosphère maintient sur la terre une température moyenne de 15 °C au lieu de -18° C sans la présence de ces gaz.

L’ozone est un gaz d’une grande importance qui s’accumule à une altitude de 30 km. Il provient de l’action des rayons ultra violets (UV) qui coupe la molécule d’eau (H2O) en atomes distincts.
L’atome O ^- se  combine alors avec une molécule d’O2 pour donner O^3- L’apparition de cette couche protectrice a permis le développement de la vie, il y a - 0,5 Md a. BP.
Les mécanismes chimiques régissant l’équilibre de la couche d’O3 située dans la stratosphère entre 10 et 15 km, ont été perturbés par l’émission humaine d’aérosols dont les substances fluorées et chlorées. Sous l’action des UV, ils libèrent des radicaux hautement réactifs qui détruisent la couche d’ozone.
Depuis l’interdiction de nombreuses substances chimiques (protocole de Montréal 1987), le trou de la couche se réduit.
À l’inverse, l’O3 des basses couches (troposphère) est le produit de réactions entre des substances carbonées, comme le méthane (CH4) ou les oxydes d’azote (NO2), toutes provenant de l’agriculture, de l’industrie et de la circulation automobile. Quand cet ozone  anthropique, présent dans l’air respiré, surtout des villes, dépasse les seuils maxima, il constitue un polluant respiratoire. À l’échelle agricole, cet O3 perturbe l’absorption du CO2 par les plantes (céréales et légumineuses)

Les différentes couches et les phénomènes atmosphériques.
L’atmosphère terrestre est cette enveloppe gazeuse constituée de plusieurs couches aux limites approximatives.

La troposphère la plus basse, entre 8 km (pôles) et 15 km (équateur) dont la température décroît avec l’altitude, contient entre 80 et 90% de la masse gazeuse et intervient majoritairement sur le climat de la planète.
 
La stratosphère  de 15 à 50 km au-dessus, dont la température croit jusqu’à zéro degré, recèle la couche d’ozone.

La mésosphère de 50 à 80 km, voit sa température décroître jusqu’à - 80° C .

La thermosphère s'étale de 80 km à 800 km.

L'exosphère est la couche supérieure où la densité des gaz est la plus faible et ces derniers ne subissent plus l’attraction terrestre, ni les interactions de son champ magnétique. Elle finit par s’épanouir dans l’espace avec une limite supérieure mal définie, entre 5000 km et 50000 km, selon les critères retenus.

Les phénomènes météorologiques (nuages, pluies, orages…) se produisent dans la troposphère. La masse atmosphérique, en mouvement perpétuel, subit, outre les différences de température et de pression (entre les pôles), l’influence de l'attraction terrestre, du champ magnétique, du vent solaire et du champ gravitationnel de la lune, du soleil et des planètes plus lointaines.
Les masses d’air qui entourent la terre redistribuent l’énergie solaire, avec un maximum l’été à l’équateur et un minimum l’hiver aux pôles, en conjonction avec la circulation océanique.
En fonction des courants marins, de la température de l’eau et du relief terrestre, certaines régions du globe connaissent une prédominance de dépressions ou d’anticyclones.
Ces influences naturelles sont à l’origine de phénomènes atmosphériques majeurs qui contribuent au climat sinon localement à la météo..

La modélisation des phénomènes climatiques dans le temps et l’espace, se heurte à cette dimension chaotique de l’atmosphère (voir infra - le Chaos).
Tout plus peut-on prévoir localement la météo à 15 j, avec cependant des marges d’erreurs parfois non négligeables.

Stock et flux du CO2 ( selon l’évaluation du GIEC, chiffrés en poids  de carbone (C)).

   a/Le stock

   - l'atmosphère 750 Gt (1 Giga tonne  = milliard de tonne) 

   - la biosphère 2000 Gt

    - l'hydrosphère 39000 Gt

    - la lithosphère 30 millions (M) Gt (carbonates, surtout de calcium) par sédimentation et 7 M de Gt de roches carbonées par fossilisation (gaz, charbon, pétrole).

     b/ Les flux annuels 

Les entrées dans l’atmosphère provenant de:

  - Biosphère terrestre, animale, végétale : 137 Gt/an    

  - Emissions anthropiques : 9 Gt/an, représentent moins de 4% du total  

  - Les océans par évaporation : 80 Gt/an.

Le CO2 est en équilibre dans l’eau avec l’acide carbonique

CO2 + H2O....> HCO3 ^- + H⁺.....> CO3^₂-+ 2 H⁺ 

 Les sorties de l'atmosphère

  - Les végétaux par la photosynthèse 142 Gt/an 
    
  - Les océans par dissolution : 80 Gt/an

Un total de 226 Gt /an d’émission contre 222 Gt/ an de fixation, soit une différence en faveur de l’émission de 4 Gt de C ajouté chaque année dans l’atmosphère.
Ce qui correspond (1) à 19 Gt/an de CO2, soit 2,4 ppm/an de CO2 et corrobore la lente montée du CO2 dans l’atmosphère mesuré à Mona Launa depuis les années 60.
(1) 1 équivalent C = 3,67 équivalent CO2

D’après le GIEC, cette croissance serait totalement anthropique mais deux arguments peuvent nous faire douter.
D’abord ces chiffres ne mentionnent pas les incertitudes (+ ou -) dans les affectations. Compte tenu des difficultés de mesure, elles sont à prendre avec la plus grande prudence, d’autant qu’elles semblent orientées pour répondre à l’hypothèse réchauffiste du GIEC.
https://www.science-climat-energie.be/2022/09/02/le-cycle-du-carbone-selon-lar6-du-giec-au-diable-les-incertitudes/
Voir ci-dessus l'article : Le cycle du carbone selon l'AR6 du GIEC : au diable les incertitudes du Pr Dr. Jean N. publié sur le site  sciences-climat-énergie.be
et pour donner un aperçu du cycle du carbone le lien ci-dessous
LE.CYCLE_.DU_.CARBONE.pdf

Indépendamment de l’incertitude des chiffres, d’aucuns font remarquer que d’autres sources anthropiques ne seraient peu ou pas prises en compte par le GIEC dans le flux entrant : la déforestation qui libère des terres pour l'agriculture dans certains pays (pas en France), l’exploitation minière ; l’incinération des déchets organiques ; les feux de brousse et les incendies…
 

A venir :  Episode III  L'avènement du GIEC