L’effet quantique du CO2 joue un rôle clé pour le réchauffement climatique

Cela permettrait-il d'aider à la lutte contre le réchauffement climatique ? En tout cas, un voile est levé sur le fonctionnement de l'effet de serre du CO2. Les explications de Mathilde Fontez, rédactrice en chef au magazine Epsiloon.

franceinfo : Des physiciens de l’université Harvard viennent de découvrir qu'un phénomène quantique explique l’effet de serre du CO2, à l’origine du réchauffement climatique. De quoi s'agit-il ?

Mathilde Fontez : Oui, un phénomène quantique, qui se joue à l’échelle des atomes de la molécule de dioxyde de carbone. Jusque-là, il n’avait jamais été décrit complètement. Aussi étonnant que cela puisse paraître, on ne comprenait pas, d'un point de vue physique, pourquoi le CO2 réchauffe autant l’atmosphère, Même si on n’avait aucun doute sur la réalité du réchauffement.

Trois physiciens de l’université Harvard viennent de résoudre toute l’énigme : dans The planetary science journal, ils décortiquent la mécanique en jeu, ils parlent de leur plaisir de voir toutes les pièces du puzzle s’assembler, pour former une unique équation, qui décrit l’effet du CO2 sur le climat.

Alors, de quoi s'agit-il, comment fonctionne cet effet ?

Cela s’appelle la résonance de Fermi, c’est un effet qui avait déjà été décrit – mais jamais appliqué complètement au CO2 : on pourrait le décrire comme un frottement moléculaire, les mouvements des atomes du CO2 se couplent, et échangent leur énergie au passage. Ainsi la molécule absorbe plus largement le rayonnement infrarouge, et donc la chaleur.

Sans cet effet, le CO2 absorbe la chaleur autour de 20 terahertz. Avec cet effet, il absorbe des fréquences plus basses et plus hautes, ce qui double sa capacité. Voilà ce qui explique qu’à chaque fois que nos émissions de CO2 doublent dans l’atmosphère, la température augmente d’environ 3°C. Il s'agit d'une spécificité du CO2 : aucun autre gaz à effet de serre ne réagit ainsi, ni la vapeur d’eau, ni le méthane.

Cette découverte va-t-elle aider à préciser les modèles climatiques ?

Non, cela n’aura pas de conséquence sur les prévisions. Les modèles se basent sur les observations, les mesures, et prennent déjà en compte cette absorption double du CO2. Néanmoins, cela démontre à ceux qui douteraient encore de l’existence du réchauffement climatique (en pointant l’opacité et la complexité des modèles) que le phénomène est bien compris.

"Cela montre qu’on comprend les phénomènes de base et qu'on peut les expliquer à partir de principes fondamentaux", expliquent les chercheurs. Et puis c’est la première description d’un phénomène quantique à l’échelle planétaire : un minuscule effet dans l’intimité des molécules, un frottement entre atomes, qui impacte la Terre entière.