La Physique Quantique a enfin tout expliqué : le lien entre dioxyde de carbone et effet de serre est réel !

Des scientifiques de Harvard ont révélé pourquoi le CO2 est si efficace pour piéger la chaleur, en utilisant la mécanique quantique pour expliquer le changement climatique

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En 1896, le physicien suédois Svante Arrhénius découvert quelque chose d'incroyable : le dioxyde de carbone (CO2) est capable de retenir la chaleur dans l'atmosphère terrestre, contribuant ainsi au réchauffement climatique. Cette découverte a jeté les bases de ce que nous appelons aujourd’hui « l’effet de serre ». Depuis, grâce à des modèles climatiques de plus en plus avancés, nous avons compris que chaque fois que la quantité de CO2 dans l’air double, la température de la Terre augmente de 2 à 5 degrés Celsius. Mais la vraie question est : pourquoi le CO2 se comporte-t-il de cette façon ?

En 2022, les scientifiques ont fait un grand pas en avant en résolvant une question vieille de plusieurs années : pourquoi la Terre se réchauffe-t-elle toujours de la même manière alors que le CO2 dans l’atmosphère double ? Puis, en 2023, un groupe de chercheurs de Harvard a découvert pourquoi le CO2 est si efficace pour piéger la chaleur. Ils ont identifié une particularité dans la structure de la molécule de CO2 qui en fait un gaz à effet de serre très puissant. Ce détail est crucial pour comprendre le changement climatique.

Raymond Pierrehumbertphysicien de l'atmosphère à l'Université d'Oxford, a salué cette découverte, soulignant qu'elle démontre que le réchauffement climatique n'est pas seulement une idée basée sur des modèles complexes, mais qu'il trouve ses racines dans une coïncidence numérique précise liée à la manière dont le CO2 vibre.

La science derrière l’effet de serre : d’Arrhenius à la mécanique quantique

Il est étonnant de penser qu’Arrhenius ait pu comprendre l’effet de serre sans connaître la mécanique quantique. En effet, elle s'appuyait sur des découvertes antérieures, comme celle de Joseph Fourier, qui avait compris comment l'atmosphère terrestre retient la chaleur, nous protégeant ainsi du froid glacial de l'espace. Par la suite, en 1856, l’Américaine Eunice Foote remarqua que le CO2 absorbait très bien la chaleur, tandis que l’Irlandais John Tyndall parvenait à mesurer la quantité de lumière infrarouge piégée par cette molécule. En fin de compte, Arrhenius a utilisé ces informations pour démontrer qu’ajouter plus de CO2 rendrait la Terre plus chaude, comme si on ajoutait plus d’isolation aux murs de votre maison.

Mais tout le monde n’était pas d’accord. Le physicien suédois Knut Angströmpar exemple, a fait valoir que le CO2 ne pouvait absorber qu’une longueur d’onde spécifique de chaleur et que l’atmosphère était déjà « remplie » de suffisamment de CO2 pour retenir autant de chaleur que possible. Cependant, il ne considère pas que le CO2 puisse également absorber d’autres longueurs d’onde, quoique de manière moins efficace. Ce détail est fondamental pour comprendre pourquoi notre climat change.

Des découvertes récentes démontrent comment la mécanique quantique explique l'efficacité du CO2 à piéger la chaleur. Le secret réside dans un phénomène appelé résonance de Fermi, qui permet à la molécule de CO2 d'absorber une plus large gamme de longueurs d'onde lumineuses. Ce processus est à la base du changement climatique que nous vivons. Cette nouvelle compréhension renforce non seulement la science du climat, mais rend plus claire et plus accessible à tous pourquoi le CO2 constitue un si gros problème pour notre planète.

Source: Le journal des sciences planétaires