Physique : pourquoi la terre "brille" moins ces dernières années?

Depuis quelques années, la Terre "perd de sa luminosité".

En d'autres termes, notre planète réfléchit - ou renvoie - moins de lumière solaire dans l'espace, selon une nouvelle étude publiée en septembre dans la revue Geophysical Research Letters de l'American Geophysical Union (AGU).

Les auteurs de l'étude, originaires des États-Unis et d'Espagne, sont parvenus à cette conclusion après avoir analysé les données relatives à la quantité de lumière que la terre réfléchit sur la lune, recueillies au cours des vingt dernières années par des satellites et par l'observatoire solaire de Big Bear en Californie.

Les scientifiques attendent encore d'identifier les causes précises de la réduction de la luminosité de la terre, mais ils ont déjà quelques hypothèses.

Nous vous expliquons ici ce qu'ils sont et quelles conséquences ce phénomène pourrait avoir sur la planète.

Qu'est-ce que "l'albédo" ?

Comme on le sait déjà pour la lumière en général, les surfaces claires la reflètent et les surfaces sombres l'absorbent.

Il en va de même pour la lumière du soleil et de la terre.

Les parties sombres de la planète absorbent la lumière et la chaleur de notre étoile, tandis que les parties claires, comme les surfaces de glace aux pôles et les nuages, la renvoient dans l'espace.

La quantité de lumière du soleil que la terre renvoie dans l'espace est appelée "albédo" et représente, en moyenne, environ 30 % de toute la lumière solaire reçue.

"Les modifications de la couverture de glace, de la couverture nuageuse, de la pollution atmosphérique ou de la couverture terrestre (forêts ou terres cultivées, par exemple) ont des effets subtils sur l'albédo global", explique l'Observatoire de la terre de la NASA sur son site web.

Au cours des deux dernières décennies, cette réflexion ou albédo a diminué.

"La terre réfléchit aujourd'hui environ un demi-watt de lumière en moins par mètre carré qu'il y a vingt ans. Cela équivaut à une diminution de 0,5 % de la réflectance de la terre", indique l'AGU.

Cette réduction de la réflectance s'est principalement concentrée au cours des trois dernières années.

"La baisse de l'albédo nous a surpris lorsque nous avons analysé les données des trois dernières années après dix-sept ans d'albédo presque plat", a déclaré Philip Goode, chercheur à l'Institut de technologie du New Jersey (États-Unis) et auteur principal de l'étude, en se référant aux données sur la lumière de la terre de 1998 à 2017.

Mais quelle est la raison de cette réduction?

Causes possibles

Les auteurs de l'étude n'ont détecté aucun changement dans la luminosité du soleil au cours des trois dernières années.

La diminution de la réflectance de la terre n'est donc pas liée au soleil, mais à des causes propres à la planète.

La cause détectée par les scientifiques ici sur terre était une variation "substantielle" de la quantité de nuages dans certaines zones de l'océan Pacifique, dit à BBC Mundo Enric Pallé, l'un des auteurs de l'étude et chercheur à l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et au département d'astrophysique de l'université de La Laguna, en Espagne.

Selon les données du CERES (Cloud and Earth Radiant Energy System) de la NASA, il y a désormais moins de nuages, et donc moins de surfaces blanches réfléchissant la lumière, dans le Pacifique oriental, au large des côtes occidentales de l'Amérique du Nord et du Sud.

Cette réduction des nuages est due à une augmentation de la température de la mer, "avec des liens probables, avec le changement climatique mondial", a déclaré l'AGU dans une déclaration en septembre.

Mais M. Pallé a déclaré à BBC Mundo qu'il ne savait pas "s'il est si facile d'attribuer (l'augmentation de la température de la mer) au changement climatique, car le système climatique est très complexe" et parce qu'ils n'ont mesuré l'albédo que sur les vingt dernières années, alors que "les processus naturels ont des cycles plus longs".

"Je pense donc qu'il est probable que cela soit dû au changement climatique, mais je pense qu'il est encore prématuré de l'attribuer. Il se peut que certains cycles naturels des nuages modifient l'albédo", a déclaré M. Pallé.

"Dans la tendance au réchauffement de la planète, il y a des épisodes de hausse et de baisse (des températures), donc peut-être que nous assistons à quelque chose d'épisodique", a-t-il ajouté.

Le climatologue John Nielsen-Gammon, professeur au département des sciences atmosphériques de l'université A&M du Texas, explique à BBC Mundo que "la couverture nuageuse est intimement liée à la température et aux régimes de vent dans l'atmosphère, qui sont affectés par le réchauffement climatique et la variabilité naturelle".

"[Mais] l'enregistrement de vingt ans de la luminosité de la terre n'est pas vraiment assez long pour séparer ces deux effets", a également déclaré Nielsen-Gammon, qui n'a pas participé à l'étude.

Pour déterminer exactement à quoi est due la variation de l'albédo, "nous devons continuer à mesurer l'évolution de ce facteur au cours des prochaines années, pendant une période suffisamment longue pour voir si nous pouvons vraiment établir un lien avec le changement climatique ou pour être sûrs qu'il ne s'agit pas d'une variation naturelle", ajoute M. Pallé.

Implications

Tout en recherchant les causes de la réduction de la luminosité de la terre, les scientifiques savent que la lumière et la chaleur du soleil que la terre cesse de renvoyer dans l'espace restent sur la planète, dans les océans et dans l'atmosphère, et peuvent donc influencer la température.

"Si la quantité de lumière que la terre reflète change au fil des jours ou des décennies, cela aura une influence sur le changement climatique, car elle laissera entrer plus ou moins d'énergie du soleil", a déclaré M. Pallé à BBC Mundo.

"Ce qui est clair, c'est que l'albédo a toujours été considéré dans les études climatiques comme quelque chose de constant, mais ce n'est pas le cas et nous devons continuer à le mesurer, car cela affectera grandement notre capacité à prévoir le changement climatique dans vingt, trente ou cinquante ans", a ajouté le scientifique.