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La première marche

Les carottes de glace contredisent-elles le réchauffement climatique ?

Un argument qui repose sur une mesure réelle, et ce qui arrive quand on va lire cette mesure

0. Un argument qui ne demande de croire personne

L’argument tient en une phrase, et c’est une partie de sa force. Des chercheurs auraient constaté que la température monte avant le gaz carbonique, avec un décalage de l’ordre de huit cents à mille trois cents ans. Si la température part la première, dit l’argument, alors le gaz ne peut pas être la cause du réchauffement, et la thèse d’un réchauffement climatique dû au gaz carbonique tombe.

Ce qu’il a de recommandable doit être dit avant qu’on y touche. Il ne demande de croire personne sur parole. Il invoque une mesure, il en donne l’ordre de grandeur, et il se vérifie sur un graphique que chacun peut regarder. Quelqu’un qui met deux courbes côte à côte et remarque laquelle bouge en premier fait exactement le geste que ce journal réclame partout ailleurs.

Savoir laquelle des deux courbes part la première est d’ailleurs une question ouverte de la paléoclimatologie, travaillée depuis vingt-cinq ans par quatre équipes au moins, avec ses méthodes, ses désaccords et ses révisions. Celui qui la pose tombe sur un vrai problème, et il tombe dessus au bon endroit.

Le raisonnement soude pourtant deux affirmations de nature différente, sans jamais signaler la soudure. D’un côté une mesure : la température précéderait le gaz de tant d’années. De l’autre une inférence : donc le gaz ne cause rien. Laquelle des deux cède ? Chacune relève d’un instrument qui lui est propre, et rien ne le dit d’avance.

Le papier sur les nombres du Coran travaille déjà cette famille de raisonnements, où un fait parfaitement exact sert d’appui à une conclusion qui n’en découle pas.

Il ne sera dit ici ni si le climat se réchauffe aujourd’hui, ni de combien, ni ce qu’il faudrait faire ou ne pas faire. Un argument précis est examiné, et rien d’autre. Une partie des résultats est lue dans le texte intégral des articles ; d’autres sont rapportés par des articles qui les citent. Ces lectures indirectes sont signalées, parce que citer un travail et l’avoir lu sont deux choses distinctes.

1. Ce que la glace enregistre, et pourquoi l’ordre y est difficile à lire

La courbe que l’on regarde a une adresse précise, et il vaut la peine d’y aller. Elle vient des carottes de glace forées en Antarctique, et la plus célèbre est celle de Vostok, publiée dans Nature en 1999 par Jean-Robert Petit, Jean Jouzel, Dominique Raynaud et leurs coauteurs (Petit et al. 1999). C’est cet article qui a donné au public les quatre cent vingt mille ans de température et de gaz carbonique dont l’argument se sert.

Or ces auteurs écrivent quelque chose que l’argument ne rapporte jamais. Ils constatent que la température, le gaz carbonique et le méthane de Vostok montent en phase pendant les terminaisons (Petit et al. 1999). En phase, donc ensemble. Ils discutent au passage un travail paru la même année, signé Fischer, Wahlen, Smith, Mastroianni et Deck, qui concluait à un retard du gaz de six cents ans plus ou moins quatre cents (une marge d’incertitude, sans niveau de probabilité défini) (Petit et al. 1999; Fischer et al. 1999). Ce dernier nombre est rapporté tel qu’il figure chez Petit, sa source d’origine étant restée hors de notre portée.

Puis vient leur phrase, et elle est nette. Compte tenu de l’incertitude sur l’écart entre l’âge de la glace et l’âge du gaz, qui dépasse mille ans, ils estiment qu’il est prématuré d’inférer le signe de la relation de phase entre gaz carbonique et température au début des terminaisons (Petit et al. 1999). En clair : on ne peut pas encore savoir laquelle des deux courbes monte en premier.

Cette réserve vient de l’intérieur. Elle est posée en 1999 par ceux-là mêmes qui ont foré la carotte, dans l’article qui en publie les courbes.

D’où vient cette incertitude ? De ce qu’une carotte de glace enregistre deux choses au même endroit sans leur donner le même âge. La température se lit dans la glace elle-même. Le gaz, lui, se lit dans les bulles d’air que cette glace enferme (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999).

Or l’air est piégé tard. Il circule encore librement dans la neige tassée pendant des dizaines de mètres, et il se trouve emprisonné entre cinquante et cent vingt mètres de profondeur seulement (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999). Autrement dit, à un même endroit d’une carotte, la bulle est plus jeune que la glace qui l’entoure. Dès lors, cet écart d’âge doit être calculé, et retranché, avant toute comparaison.

C’est ce calcul qui est le point faible, et son ampleur a été mesurée. En 2007, Laetitia Loulergue, Frédéric Parrenin, Thomas Blunier et leurs coauteurs ont confronté les chronologies de gaz de deux carottes européennes, en s’appuyant sur des repères indépendants du modèle : des variations rapides de méthane, et un pic de béryllium dix laissé par un renversement du champ magnétique terrestre (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999).

Le résultat est net. Les deux chronologies du même gaz divergent : elles diffèrent en moyenne de huit cent cinquante ans, l’écart allant de trois cents ans près de l’Holocène jusqu’à mille cent cinquante ans plus loin dans la période glaciaire (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999).

Le désaccord entre deux calculs du même objet est du même ordre de grandeur que le décalage qu’on prétend lire sur les courbes. La difficulté quitte donc le détail de méthode pour atteindre la règle graduée elle-même.

Les mêmes auteurs poussent la comparaison plus loin, et le chiffre est parlant. Aux deux repères de béryllium, le modèle donne pour le site de Dôme C un écart d’âge d’environ cinq mille ans, là où les repères le donnent aux alentours de quatre mille (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999). Le modèle surestime donc de vingt pour cent. Il sort de sa propre marge d’erreur, et cette erreur grandit sous climat froid, précisément là où l’argument va chercher son décalage.

Puis ils écrivent la conséquence en toutes lettres : le retard du gaz carbonique de huit cents ans plus ou moins six cents, précédemment inféré pour le début de la dernière déglaciation, semble surestimé (Loulergue et al. 2007; Chowdhry Beeman et al. 2019; Petit et al. 1999).

C’est probablement ce nombre de huit cents ans plus ou moins six cents que l’argument rapporte. Il provient d’un travail d’Eric Monnin et de ses coauteurs paru en 2001, et il est cité comme tel par quatre des articles lus ici (Loulergue et al. 2007; Clark et al. 2012; Uemura et al. 2018; Chowdhry Beeman et al. 2019). La seconde borne de l’argument, mille trois cents ans, vient d’une analyse de Vostok publiée la même année, qui donnait une avance de la température de mille trois cents ans plus ou moins mille (Uemura et al. 2018).

Ces deux valeurs sont rapportées dans l’introduction d’Uemura et de ses coauteurs, publiée en 2018 et consultée ici : ce sont deux citations indirectes des travaux de 2001 (Uemura et al. 2018).

Reprenons alors ces deux nombres avec leurs marges. Huit cents plus ou moins six cents, cela va de deux cents à mille quatre cents ans. Mille trois cents plus ou moins mille, cela va de trois cents à deux mille trois cents.

La conséquence est celle que le mot « décalage » fait oublier. Chacun des deux intervalles admet une valeur trois fois plus courte que celle qu’on retient, et le second frôle un décalage nul. Les deux nombres que l’argument met bout à bout sont donc deux plages larges qui se recouvrent, et dont on n’a gardé que le milieu, plutôt que deux mesures qui se confirment.

Une troisième difficulté touche non plus la datation mais le thermomètre. La température des carottes se lit dans la composition isotopique de la glace, et cette composition dépend aussi de l’endroit de l’océan d’où venait l’humidité qui a formé la neige (Uemura et al. 2018). En 2018, Ryu Uemura, Hideaki Motoyama, Valérie Masson-Delmotte, Jean Jouzel et leurs coauteurs ont mesuré ce biais de source sur sept cent vingt mille ans dans une carotte de l’Antarctique de l’Est. Ils concluent que l’avance apparente de la température isotopique sur le gaz carbonique lui est en partie attribuable, plutôt qu’à un décalage réel (Uemura et al. 2018).

La portée de ce dernier résultat doit être écrite, faute de quoi il dirait plus qu’il ne dit. Ce travail ne mesure aucun décalage à une déglaciation : il analyse des déphasages dans la bande de fréquence de l’obliquité, sur des échelles orbitales (Uemura et al. 2018). Il n’annule donc aucun des nombres cités plus haut. (Le prendre pour une mesure de décalage serait exactement le glissement examiné ici, à ceci près qu’il jouerait cette fois contre l’argument.) Ce qu’il établit est que le thermomètre lui-même porte un biais dans le sens qui arrange l’argument.

2. Ce que donne la mesure la plus récente

En 2019, Jai Chowdhry Beeman, Léa Gest, Frédéric Parrenin, Dominique Raynaud et leurs coauteurs ont repris le calcul avec trois choses qui manquaient aux précédents : un relevé de gaz carbonique beaucoup plus fin, une chronologie mieux contrainte, et une méthode qui rend une plage de valeurs au lieu d’un nombre unique (Chowdhry Beeman et al. 2019).

Leur idée est simple à suivre. Plutôt que de comparer les deux courbes sur toute leur longueur, ils repèrent les moments où l’une et l’autre changent d’allure ensemble, et ils mesurent le décalage à ces moments-là seulement. Ils en trouvent quatre au cours de la dernière déglaciation (Chowdhry Beeman et al. 2019).

Le premier est le déclenchement, quand la déglaciation démarre. Le décalage le plus probable est une avance de la température de cinq cent soixante-dix ans ; l’intervalle à soixante-huit pour cent va de cent vingt-sept à sept cent cinquante et un (Chowdhry Beeman et al. 2019).

Le deuxième est l’entrée dans une pause de deux mille ans, au milieu de la déglaciation, pendant laquelle l’Antarctique s’est refroidi au lieu de se réchauffer. Là, la température précède de cinquante ans seulement, et la plage traverse zéro : elle va de moins cent trente-sept à trois cent soixante-seize (Chowdhry Beeman et al. 2019). Autrement dit, on ne sait pas laquelle des deux part la première.

Le troisième est la sortie de cette pause, et c’est celui qui surprend. Le décalage le plus probable donne cette fois une avance du gaz carbonique de soixante-cinq ans ; l’intervalle à soixante-huit pour cent comprend aussi zéro (Chowdhry Beeman et al. 2019). Le sens le plus probable diffère de celui de quatre mille ans plus tôt, au cours de la même déglaciation.

Le quatrième est la fin de la déglaciation. La température y précède de cinq cent trente-deux ans, dans une plage de trois cent trente-sept à six cent vingt-neuf, et c’est le seul des quatre moments où les auteurs écrivent qu’un retard du gaz est certain (Chowdhry Beeman et al. 2019).

Deux choses se lisent dans cette série, et elles tirent en sens contraires. D’un côté, le décalage le plus probable au déclenchement est bien une avance de la température, et il approche six siècles (Chowdhry Beeman et al. 2019). De l’autre, à trois des quatre moments, une montée simultanée des deux courbes reste compatible avec ce que les auteurs ont calculé. Ils le disent eux-mêmes. Une troisième se lit aussi : l’estimation la plus probable change de signe d’un moment à l’autre, et c’est elle qui oblige à revenir sur ce qu’un ordre d’arrivée établit (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016).

Ce même article donne, en regard de ses propres résultats, ceux que Parrenin et ses coauteurs avaient obtenus en 2013 aux quatre mêmes points (Chowdhry Beeman et al. 2019; Parrenin et al. 2013). Lu depuis dans son texte, l’article de 2013 donne au déclenchement dix ans plus ou moins cent soixante, le gaz carbonique en avance, ce qui est une synchronie, et que le tableau de 2019 reporte en moins dix ans dans sa propre convention, contre cinq cent soixante-dix ans d’avance de la température pour la mesure de 2019 (Chowdhry Beeman et al. 2019; Parrenin et al. 2013). Lequel des deux auriez-vous cité, en ne lisant qu’un article ? Deux équipes qui partagent deux auteurs, travaillant sur les mêmes archives à six ans d’écart, ne s’accordent donc pas sur le signe au point qui intéresse l’argument.

Les tentatives de récupération consignées pour Parrenin (2013) et Bender (2006) ont rencontré des pages de refus ; celles concernant Shakun (2012), Caillon (2003) et Fischer (1999) n’ont pas livré de texte intégral (Parrenin et al. 2013; Bender et al. 2006; Shakun et al. 2012; Caillon et al. 2003; Fischer et al. 1999).

Les valeurs de Fischer et de Parrenin rapportées ici sont donc lues chez Petit et chez Chowdhry Beeman, qui les citent et les discutent. Elles ne sont pas tirées d’une lecture directe des deux articles d’origine.

3. Ce qu’un ordre d’arrivée établit

Le tableau de 2019 invite à distinguer les épisodes de la déglaciation. Les estimations centrales suggèrent une avance de la température au début et à la fin, et une avance du gaz à la sortie du Refroidissement Antarctique ; pour ce dernier épisode, la synchronie reste compatible avec l’incertitude à soixante-huit pour cent (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016). Les maximums de probabilité peuvent donc changer de signe sans établir, à eux seuls, un changement certain de l’ordre temporel.

Un second instrument, fondé sur une autre méthode, rend un résultat compatible. En 2016, Adolf Stips, Diego Macias et leurs coauteurs ont appliqué aux archives glaciaires une mesure de flux d’information (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016). Le principe se dit sans formule : au lieu de regarder qui bouge en premier, on demande, dans chaque sens séparément, ce que l’une des deux courbes permet de prévoir de l’autre.

Restreint à la dernière déglaciation seule, ce calcul trouve un flux dans les deux sens, et le plus fort des deux va du gaz vers la température, avec un rapport d’environ quatre pour un (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016). Soit quatre fois plus fort dans le sens que l’argument déclare impossible. Les auteurs y voient un comportement synchrone, ou même une avance du gaz.

Sur l’ensemble des huit cent mille ans, Stips et ses coauteurs trouvent un flux significatif de la température vers le gaz ; sur la dernière déglaciation, ils trouvent un flux dans les deux sens (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016). Sur la période instrumentale, ils concluent à un flux significatif des gaz à effet de serre vers la température globale (Stips et al. 2016). Fenêtres et variables diffèrent, et les résultats ne se contredisent pas. Les auteurs précisent aussi qu’au-delà d’un pas de trois mille ans le flux diminue, et que l’ancienne chronologie aurait donné un résultat très différent pour la dernière déglaciation (Stips et al. 2016).

L’argument suppose qu’il existe un ordre d’arrivée, unique, qu’il suffirait de lire. Ce qui est mesuré a une autre forme : un décalage petit, dont l’estimation la plus probable change de signe d’un moment à l’autre, et dont l’incertitude englobe zéro à trois des quatre points (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016). La prémisse n’a donc pas été réfutée par une mesure contraire. En revanche, elle est trop simple pour l’objet dont elle parle.

L’inférence mérite pourtant d’être examinée pour elle-même, même si la mesure a déjà cédé. Accordons pour un instant que la température parte la première, franchement et partout. Que cela établirait-il ?

La réponse dépend d’une question de fait, et cette question a été mesurée. Les deux grandeurs agissent-elles l’une sur l’autre ? Ou une seule agit-elle sur l’autre ? En 2020, Steven Sherwood, Mark Webb, Kate Marvel, Gabriele Hegerl et une vingtaine d’autres ont assemblé trois familles de preuves déclarées indépendantes les unes des autres, la compréhension des processus physiques, le relevé de la période instrumentale et le relevé paléoclimatique, pour estimer de combien la température répond à un doublement du gaz carbonique (Sherwood et al. 2020; Clark et al. 2012). Leur plage à soixante-six pour cent va de 2,6 à 3,9 degrés.

Le point qui compte ici est moins leur estimation que l’origine d’une partie de la contrainte. Ces auteurs écrivent que l’ampleur du refroidissement au dernier maximum glaciaire constitue une preuve forte contre les valeurs élevées (Sherwood et al. 2020; Clark et al. 2012). L’archive glaciaire que l’argument invoque pour nier l’action du gaz sert donc à mesurer cette action. La boucle se referme là. (Le lecteur peut le vérifier sans quitter les sources citées : c’est la deuxième ligne de leur résumé.)

L’autre moitié se lit dans la synthèse de la dernière déglaciation publiée en 2012 par Peter Clark, Jeremy Shakun et une trentaine de coauteurs, et elle nomme le déclencheur sans détour. Cette déglaciation est déclenchée par un changement d’insolation d’origine orbitale, les gaz à effet de serre et le recul des calottes agissant comme des rétroactions qui amplifient (Sherwood et al. 2020; Clark et al. 2012). Cette synthèse écrit aussi que le retard de huit cents ans plus ou moins six cents peut être une surestimation (Clark et al. 2012).

Dans un système où deux grandeurs s’alimentent mutuellement, leur ordre d’arrivée désigne au mieux ce qui a démarré. Il ne dit pas quel était le déclencheur, et pas davantage quelle part de l’effet total revient à chacune : ces deux réponses viennent des mécanismes, et c’est par eux que Clark et Sherwood les donnent (Sherwood et al. 2020; Clark et al. 2012).

Le papier sur la testostérone examine un défaut voisin, et différent. Le discours qu’il démonte lisait comme une cause une association mesurée entre un taux et un comportement. Ici personne ne s’est trompé de sens, faute d’un sens unique dont on pourrait se tromper : l’estimation la plus probable change de signe avec le moment, et la correction qu’il faut appliquer avant de la lire est de la taille de ce qu’on veut y lire.

4. La ressemblance entre deux époques se mesure

Le raisonnement franchit une dernière étape sans la signaler. L’argument prend un résultat obtenu sur une déglaciation vieille de dix-huit mille ans et le transporte tel quel au réchauffement d’aujourd’hui. Un tel transport se fait légitimement dans bien des cas, à une condition exigeante : il suppose que les deux situations sont comparables sous le rapport qui compte, et cette comparabilité se démontre au lieu de se supposer.

Comment décide-t-on que deux époques se ressemblent ? La littérature traite la question comme une mesure, et c’est instructif. En 2018, Kevin Burke, John Williams et leurs coauteurs ont comparé des états du système climatique à six références prises dans le passé géologique et historique, en calculant une distance statistique sur des variables de température et de précipitation (Burke et al. 2018; Clark et al. 2012). Ils fixent un seuil au-delà duquel un état est déclaré sans analogue, c’est-à-dire qu’aucune des périodes de référence ne s’en approche. Selon les cas examinés, la part des terres émergées sans analogue va de moins de 1,5 % à 8,7 %.

Ce que ce travail établit pour nous est modeste et suffisant. Il montre que la ressemblance entre deux états climatiques est une quantité que l’on calcule, et que le résultat de ce calcul peut être « aucun analogue proche » (Burke et al. 2018; Clark et al. 2012). Dès lors, une comparaison entre deux époques est à établir chaque fois, quel que soit le sens dans lequel on veut la faire.

La synthèse de 2012 citée plus haut donne le premier terme de la comparaison, et elle le nomme précisément : la déglaciation dont il est question a été déclenchée par une variation de l’insolation liée à l’orbite terrestre, sur des dizaines de milliers d’années (Burke et al. 2018; Clark et al. 2012). Voilà ce qu’il faudrait comparer avant de transporter un résultat. La comparaison demande alors des instruments étrangers à la lecture de deux courbes.

Ce point vaut strictement dans les deux sens. Il interdit de conclure d’une déglaciation ancienne à la situation présente, et il interdit tout autant l’inverse. Quelqu’un qui écarterait le résultat paléoclimatique au motif qu’il est ancien commettrait la même faute, en sens inverse, que celui qui le transporte sans précaution.

Le papier consacré à la nostalgie pose une exigence voisine sur un tout autre objet : une différence entre deux moments ne se lit qu’après avoir dit si l’on compare des âges, des époques ou des générations.

5. Les deux façons de se tromper ici

La tentation existe, arrivé ici, de conclure que les deux courbes montent ensemble et que l’affaire est réglée. Ce serait commettre dans l’autre sens la faute qu’on vient d’examiner. Le calcul le plus récent et le mieux contraint donne, au déclenchement de la déglaciation, une avance de la température de près de six siècles comme valeur la plus probable, et ce nombre n’est pas nul (Chowdhry Beeman et al. 2019). Ce qu’il établit est que cette avance ne se transporte pas d’un moment à l’autre, que l’estimation la plus probable s’inverse à un endroit sans que l’inversion soit certaine, et que l’avance reste presque partout compatible avec la synchronie (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016).

Montrer qu’une inférence ne tient pas ne montre jamais que sa conclusion est fausse, et la distinction se tient jusqu’au bout. La question examinée était de savoir ce qu’un ordre de courbes permet de conclure, et la réponse est : moins qu’annoncé, dans les deux directions. Sur ce qui se passe aujourd’hui, et sur ce que quiconque devrait en faire, tout ce qui précède reste muet.

La seconde façon de se tromper est plus difficile à voir. Celui qui tire une conclusion d’un ordre de courbes et celui qui écarte la question sans la regarder ont en commun de ne pas avoir lu les plages publiées. Le second a pourtant l’air d’avoir raison, puisque la vérification lui donne finalement raison. Voilà ce qui rend son cas difficile à voir : il a eu raison sans regarder, ce qui est autre chose qu’avoir raison. Lequel des deux avez-vous déjà été, sur un autre sujet ? Dès lors, un raisonnement juste par accident tombera à côté la fois suivante, et il n’aura pas averti.

La question elle-même reste légitime : elle porte sur une vraie difficulté, elle a occupé quatre équipes pendant vingt-cinq ans, et le nombre qui circule aujourd’hui dans les conversations a été publié, sérieusement, avant d’être révisé. La vérification ne change que ce qu’on peut en tirer.

6. Ce qu’on peut demander devant deux courbes

Devant un argument tiré d’un ordre d’arrivée, deux questions font l’essentiel, dans cet ordre.

Vient d’abord la précision, et c’est elle qui a fait tout le travail ici. Avec quelle marge cet ordre est-il connu ? Un décalage de huit cents ans annoncé sec et le même décalage annoncé à plus ou moins six cents ans se racontent avec les mêmes mots, alors que le second contient des valeurs proches de zéro : citer un milieu de plage sans sa largeur fait passer une plage pour une constante.

La seconde porte sur la structure, et elle ne sert que si la première a reçu une réponse. Les deux grandeurs peuvent-elles s’alimenter l’une l’autre ? Si oui, l’ordre d’arrivée désigne ce qui a démarré, et reste muet sur ce qui a fait le gros de l’effet. Bien des mécanismes ordinaires ont cette forme, où un petit déclencheur enclenche un amplificateur qui fait le reste. (La question se pose d’ailleurs mieux à voix haute qu’en pensée, parce qu’elle oblige à nommer les deux grandeurs, ce qui suffit à voir laquelle nourrit l’autre.)

L’ordre des deux questions a son importance. Poser d’abord la seconde revient à discuter de ce qu’une mesure établirait avant d’avoir regardé si elle est établie, et dans ce dossier c’est la mesure qui a cédé la première.

Deux manques bornent ce qui précède. Cinq travaux cités par nos sources n’ont pas pu être ouverts, dont celui de 2013 qui porte le résultat le plus discuté du domaine, et les deux travaux de 2001 ne sont connus ici que par les articles qui les citent ; leurs nombres ne figurent que rapportés par d’autres (Parrenin et al. 2013; Bender et al. 2006; Shakun et al. 2012; Caillon et al. 2003; Fischer et al. 1999). Et la question de savoir laquelle des deux courbes monte en premier reste ouverte dans la littérature, à ceci près qu’elle s’y pose désormais avec des intervalles plutôt qu’avec des nombres, et transition par transition plutôt qu’en général (Chowdhry Beeman et al. 2019; Stips et al. 2016).

Bibliographie