Le climat terrestre s’éloigne désormais des conditions stables qui ont permis à la civilisation humaine de se développer pendant des millénaires. Le franchissement de seuils de température critiques pourrait déclencher des rétroactions auto-renforçantes et des dynamiques de basculement qui amplifieraient le réchauffement et déstabiliseraient des composantes éloignées du système terrestre. L’incertitude qui entoure ces seuils de basculement rend la prudence indispensable, car leur franchissement pourrait engager la planète dans une trajectoire de réchauffement climatique aux conséquences durables et potentiellement irréversibles.
Au cours du Pléistocène moyen et supérieur (il y a environ 1,2 million à 11 700 ans), le climat terrestre a oscillé entre des périodes glaciaires et des périodes interglaciaires plus chaudes, avec des températures qui variaient approximativement entre -6 °C et +2 °C par rapport à la moyenne préindustrielle, qui était d’environ 14 °C. L’Holocène, qui a débuté il y a environ 11 700 ans, s’est caractérisé par un climat relativement stable qui a permis le développement et l’épanouissement de l’agriculture, des sociétés complexes et des écosystèmes actuels.
Aujourd’hui, les températures mondiales sont aussi élevées, voire plus élevées, que celles de n’importe quelle période des 125 000 dernières années, et il est probable que les niveaux de dioxyde de carbone soient plus élevés qu’à n’importe quel moment au cours des deux derniers millions d’années au moins. Nous quittons les conditions stables de l’Holocène et entrons dans une période de changement climatique sans précédent, au-delà de l’enveloppe interglaciaire naturelle, dont les conséquences sont difficiles à prévoir.
L’enveloppe interglaciaire naturelle
Les glaciations naturelles sont principalement dues à des variations astronomiques de l’orbite terrestre. Leur succession suit un rythme assez régulier sur les derniers millions d’années.
L’enveloppe interglaciaire naturelle désigne la plage de variations climatiques naturelles observées pendant les périodes interglaciaires de l’histoire de la Terre — c’est-à-dire les périodes plus chaudes situées entre deux ères glaciaires.
Le seuil des +1,5°C est dépassé
Afin d’atténuer les niveaux dangereux de réchauffement, l’accord de Paris (2015) a officialisé l’objectif de limiter le réchauffement à 1,5 °C au-dessus des niveaux préindustriels. Cependant, les températures mondiales ont récemment dépassé cette limite pendant 12 mois consécutifs, coïncidant avec des records de chaleur, des incendies de forêt, des inondations et d’autres phénomènes extrêmes. Bien que le dépassement de la limite de température soit généralement évalué à l’aide de la moyenne mondiale des températures sur 20 ans, les simulations des modèles climatiques suggèrent que le dépassement observé au cours des 12 derniers mois pourrait indiquer que cette moyenne à long terme est déjà égale ou proche de 1,5 °C. Malgré des décennies de recherche et des modèles climatiques sophistiqués, l’ampleur et le rythme de ces événements ont surpris les scientifiques, soulevant des questions sur la capacité des projections climatiques actuelles à évaluer correctement les risques.
Dans le même temps, les recherches sur les points de basculement climatiques, les rétroactions amplificatrices et les interactions en cascade montrent que plusieurs composantes du système terrestre pourraient être plus proches de la déstabilisation qu’on ne le pensait auparavant. Ces processus sont considérés comme les précurseurs d’une potentielle « trajectoire de serre » : une voie dans laquelle des rétroactions auto-renforçantes poussent le système climatique au-delà d’un point de non-retour, condamnant la planète à des températures à long terme nettement plus élevées, même si les émissions sont réduites par la suite.
Points de basculement climatique
Il s’agit de seuils critiques qui, lorsqu’ils sont dépassés, provoquent des changements brutaux et difficilement réversibles du système climatique, comme la fonte de la calotte glaciaire du Groenland, le dépérissement de la forêt amazonienne ou le ralentissement de la circulation océanique atlantique.
Rétroactions amplificatrices
Il s’agit de mécanismes qui renforcent une perturbation initiale. Exemple : le réchauffement cause la fonte des glaces, qui provoque la réduction des surfaces blanches réfléchissantes à la surface de la Terre (de l’albédo), qui stimule en retour le réchauffement.
Interactions en cascade
Les systèmes climatiques sont interconnectés, si bien qu’un point de basculement peut en provoquer un autre. Par exemple, la fonte des glaces interagit avec les courants océaniques, avec la pluviosité, avec le recul des forêts, avec la moindre absorption du CO2, avec le réchauffement accru.
Les décideurs politiques et le grand public restent toutefois largement inconscients des risques posés par une transition pratiquement irréversible. Il est important de noter qu’une « trajectoire de réchauffement » à l’échelle humaine est distincte d’un « état de réchauffement », résultat possible dans un avenir lointain où la planète connaîtrait un réchauffement extrême et durable et une élévation du niveau des mers de plusieurs mètres par rapport à aujourd’hui.
Cette distinction est importante, car il est beaucoup plus facile de prévenir la trajectoire de l’effet de serre que d’essayer de l’inverser une fois que la planète est engagée dans l’effet de serre. La gravité de ces changements imminents souligne la nécessité urgente de faire preuve de prudence et d’approfondir les recherches. Nous explorons ici les preuves scientifiques du risque d’une trajectoire de la Terre vers l’effet de serre, en mettant l’accent sur le rôle des boucles de rétroaction, des points de basculement climatiques, des interactions et des cascades qui sont susceptibles d’influencer de manière importante l’avenir de notre planète. Nous établissons un lien explicite entre la dynamique des rétroactions et celle des points de basculement, en clarifiant les mécanismes par lesquels une trajectoire de serre pourrait se dérouler.
Prédire l’avenir
Les futurs climatiques possibles sont projetés en combinant des modèles climatiques avec des hypothèses sur l’évolution possible de la société. Les projections climatiques sont souvent organisées autour de scénarios socio-économiques partagés (SSP), qui contribuent à éclairer les évaluations du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) et les choix politiques en générant une série de futurs allant de mondes durables à faibles émissions (SSP1) à des tendances « intermédiaires » (SSP2), en passant par des sociétés à fortes émissions alimentées par des combustibles fossiles (SSP5).
Les engagements et les politiques actuels en matière de réduction des émissions pourraient s’aligner sur un monde de type SSP2, dans lequel le réchauffement dépasserait la limite de 1,5 °C et pourrait entraîner un réchauffement de plusieurs degrés au cours de ce siècle et des siècles de températures élevées par la suite. Dans un tel scénario de « dépassement », le retour à des températures plus sûres, inférieures à 1,5 °C, nécessiterait une décarbonisation rapide et des mesures de suppression du dioxyde de carbone à une échelle potentiellement irréalisable.
Plus le dépassement de température est long et élevé, plus le risque est grand de renforcer les rétroactions auto-renforçantes et de déclencher des points de basculement qui pourraient engager la planète sur une trajectoire de réchauffement, même si les émissions sont ensuite considérablement réduites. Plus précisément, un risque majeur provient d’un passage en cascade de rétroactions largement modératrices à des rétroactions de plus en plus auto-renforçantes qui, à elles seules, accélèrent le réchauffement.
L’incertitude du changement
Les modèles climatiques fournissent des scénarios précieux, mais ils ne peuvent pas saisir toute la complexité du système climatique et, malgré des décennies de recherche, les efforts visant à reproduire numériquement le système climatique terrestre restent limités par de grandes incertitudes. Le fait que la limite de 1,5 °C ait été dépassée en 2024, alors que de nombreuses projections climatiques prévoyaient un dépassement plus tardif, souligne la rapidité avec laquelle le changement climatique progresse. Les augmentations historiques modernes des températures mondiales à la surface ont été étroitement liées à l’augmentation du dioxyde de carbone.
Mais le réchauffement lui-même semble s’accélérer : le rythme est passé d’environ 0,05 °C par décennie au milieu du XXe siècle à environ 0,31 °C par décennie aujourd’hui. À ce rythme, le réchauffement pourrait bientôt dépasser les niveaux souvent considérés comme la limite à partir de laquelle des effets graves et des cascades de basculement se produisent. Cette augmentation rapide réduit le délai disponible pour empêcher les processus d’auto-renforcement de s’installer. En outre, la diminution des émissions d’aérosols réduit l’effet de refroidissement qui a masqué le réchauffement dû aux gaz à effet de serre, ce qui pourrait ajouter environ 0,5 °C supplémentaire aux températures mondiales.
Le masquage par les aérosols
Les aérosols sont de très fines particules en suspension dans l’air (issues notamment de la pollution industrielle, des centrales au charbon, des transports ou des éruptions volcaniques).
Ils refroidissent le climat de deux façons : ils réfléchissent une partie de la lumière du Soleil vers l’espace ; ils rendent les nuages plus réfléchissants.
Résultat : ils compensent partiellement le réchauffement provoqué par les gaz à effet de serre.
Cette perte de masquage par les aérosols explique en partie l’accélération récente du réchauffement. De nouvelles preuves suggèrent que d’autres rétroactions pourraient également contribuer à ce phénomène, notamment les changements d’albédo des nuages liés à la diminution des aérosols, les variations de la réflectivité de la surface terrestre et la réduction de l’absorption de carbone par les terres, plutôt qu’une réponse temporaire à des facteurs externes changeants, tels que les gaz à effet de serre ou les aérosols.
Les boucles de rétroaction sont des processus dans lesquels un changement dans le système climatique amplifie ou atténue les changements ultérieurs. Les rétroactions amplificatrices augmentent les risques d’accélération du réchauffement. Par exemple, la fonte des glaces et des neiges, le dégel du pergélisol, le dépérissement des forêts et la perte de carbone dans les sols peuvent tous amplifier le réchauffement. Certains processus, tels que l’altitude du sommet de la calotte glaciaire, où la fonte s’accélère à mesure que les surfaces s’abaissent et absorbent plus de chaleur, peuvent potentiellement aggraver les réactions.
Ces rétroactions interagissent avec la sensibilité du système climatique aux gaz à effet de serre. La sensibilité climatique à l’équilibre est probablement de +2,5 °C à +4 °C par doublement de la concentration de CO2 dans l’atmosphère, mais pourrait en réalité dépasser +4,5 °C, précisément en raison de ces boucles de rétroaction. La sensibilité climatique a peut-être été sous-estimée dans le passé en raison des limites de la modélisation de la dynamique des nuages, telles que la réduction des nuages de basse altitude, qui a été provisoirement liée à l’albédo planétaire qui a récemment atteint un plancher record. La sensibilité à long terme du système terrestre, qui inclut les rétroactions à amplification lente impliquant les calottes glaciaires et la végétation, pourrait ainsi approcher ∼8 °C par doublement du CO2.
Si la sensibilité climatique est suffisamment élevée, même un dépassement modéré ou des émissions induites par les rétroactions pourraient donc produire un réchauffement bien plus important que ne le suggèrent la plupart des scénarios de référence et faire basculer le système climatique terrestre vers une trajectoire de serre, vers un point de non-retour.
Franchissement des seuils critiques
Une préoccupation centrale est l’activation des éléments de basculement climatique, de grands sous-systèmes au sein du système terrestre qui peuvent se modifier une fois que les seuils de température critiques sont franchis. Seize éléments de basculement majeurs ont été identifiés, dont dix pourraient contribuer à l’augmentation de la température mondiale s’ils étaient déclenchés. Le basculement est peut-être déjà en cours ou pourrait se produire prochainement pour les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique occidental, le pergélisol boréal, les glaciers de montagne et certaines parties de la forêt amazonienne.
Ces processus pourraient entraîner une augmentation des températures mondiales, accélérer l’élévation du niveau des mers, libérer d’énormes réserves de carbone et déstabiliser les écosystèmes. Les seuils de température précis restent incertains, mais les recherches montrent que le franchissement d’un ou plusieurs de ces seuils pourrait déclencher des processus auto-renforçants qui propulseraient le système terrestre sur une trajectoire de réchauffement climatique avec des conséquences durables et potentiellement irréversibles. L’interconnexion des éléments de basculement aggrave le risque qu’ils représentent. Il peut même y avoir des interactions à distance entre des éléments de basculement éloignés géographiquement. La plupart des interactions de basculement sont de nature déstabilisante.
Si un élément bascule, cela peut déclencher un effet en cascade, poussant d’autres systèmes au-delà de leurs seuils. Ces cascades de basculement ont le potentiel de provoquer un changement climatique auto-entretenu, ce qui augmente le risque de déclencher une trajectoire de serre terrestre.
De manière réaliste, nous sommes sur une trajectoire vers un dépassement de la température, ce qui soulève de nouvelles inquiétudes quant au franchissement des points de basculement. Bien que l’incertitude demeure, les résultats des modèles indiquent que même un dépassement temporaire pourrait augmenter les risques de basculement jusqu’à 72 % par rapport aux scénarios sans dépassement.
Certains processus de rétroaction sont eux-mêmes des points de basculement potentiels, et les données suggèrent que plusieurs d’entre eux pourraient déjà être proches ou avoir dépassé les seuils critiques. Le système terrestre fonctionne comme un tout étroitement lié, où la déstabilisation d’une région peut se répercuter à travers les océans et les continents. Par exemple, dans un scénario relativement simple, les activités humaines futures augmentent les concentrations de gaz à effet de serre, provoquant une hausse des températures mondiales, ce qui entraîne une fonte supplémentaire de la banquise arctique et de la calotte glaciaire du Groenland, qui, à son tour accélère le réchauffement en réduisant l’albédo de la Terre.
Avec le déclin de ces sources de glace nordiques, l’eau de fonte qui en résulte pourrait perturber la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC), qui montre déjà des signes d’affaiblissement. Une AMOC affaiblie pourrait modifier la circulation atmosphérique mondiale, déplaçant les ceintures de pluies tropicales et asséchant certaines parties de l’Amazonie. Cette cascade d’événements pourrait déclencher un dépérissement à grande échelle de la forêt amazonienne, avec des conséquences majeures pour le stockage du carbone et la biodiversité de la région. Des facteurs de stress aggravants, notamment le réchauffement climatique, la déforestation, les incendies anthropiques et la modification des précipitations, pourraient pousser une partie de l’Amazonie vers un point de basculement et une transition vers des conditions de savane dégradées.
Le carbone libéré par le dépérissement de l’Amazonie amplifierait encore le réchauffement climatique et interagirait avec d’autres rétroactions, déclenchant des effets en cascade parmi les éléments de basculement interconnectés. Un réseau de rétroactions amplificatrices et d’éléments de basculement déstabilisateurs pourrait pousser le système terrestre vers une trajectoire de serre, verrouillant des températures à long terme nettement plus élevées, même si les émissions humaines diminuaient. Il est très inquiétant de constater que de plus en plus d’éléments indiquent que la calotte glaciaire du Groenland montre des signes de déstabilisation structurelle et qu’elle est susceptible de basculer avec un réchauffement de +0,8 °C à +3,4 °C, le seuil inférieur étant bien en dessous du réchauffement de +2 °C, ce qui pourrait se produire bien avant 2050.
Aller de l’avant
Sommes-nous aujourd’hui menacés de franchir les points de basculement planétaires et de déclencher une trajectoire de réchauffement climatique irréversible ? La science n’apporte pas de réponse précise, mais cette question nécessite des recherches urgentes, notamment l’exploration d’autres hypothèses impliquant le cycle glaciaire/interglaciaire et la stabilité de l’Holocène, ainsi que des travaux visant à mieux comprendre la dynamique climatique. Si le risque exact est incertain, il est clair que les engagements climatiques actuels, qui nous mettent sur la voie d’un réchauffement maximal d’environ 2,8 °C d’ici 2100, sont insuffisants et que des efforts plus importants d’atténuation du changement climatique sont nécessaires.
Outre les rétroactions, l’augmentation des émissions anthropiques, due à la combustion de combustibles fossiles, aux activités industrielles, au changement d’affectation des terres et à la déforestation, est l’un des principaux facteurs à l’origine de l’accélération du changement climatique. En 2024, les émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie ont augmenté de 0,8 % pour atteindre un niveau record de 37,8 gigatonnes, poussant les concentrations atmosphériques de CO2 à un niveau sans précédent de 422,5 ppm, soit environ 50 % de plus que les niveaux préindustriels.
Ces émissions de CO2 liées à l’énergie devraient avoir encore augmenté en 2025. Les niveaux de méthane ont également continué d’augmenter, aggravant encore le réchauffement à court terme en raison du fort potentiel de réchauffement global du méthane. L’oxyde nitreux, un autre gaz à effet de serre puissant et à longue durée de vie, est également en augmentation constante. À l’avenir, les perspectives en matière d’émissions restent donc très préoccupantes.
Les économies émergentes continuent d’investir dans les infrastructures charbonnières et gazières, et les subventions globales aux combustibles fossiles atteignent des niveaux records. Dans le même temps, les changements géopolitiques, notamment l’affaiblissement des engagements climatiques de certaines grandes économies, pourraient ralentir les efforts internationaux d’atténuation du changement climatique. Par exemple, les changements de politique dans les grandes économies pourraient bloquer les progrès en matière de réduction des émissions, menaçant ainsi la stabilisation du climat. La fenêtre permettant de limiter les températures mondiales en dessous des seuils critiques pourrait se refermer rapidement.
Les risques que nous décrivons sont préoccupants non seulement en raison de leur ampleur, mais aussi de leur incertitude. Nous ne connaissons pas encore les seuils exacts de nombreux éléments de basculement, ni la manière dont les rétroactions interagiront avec la sensibilité climatique, ni la rapidité avec laquelle les cascades de basculement pourraient se produire. Les données disponibles montrent néanmoins que le dépassement de +1,5 °C, voire des températures actuellement atteintes, augmente leur probabilité. L’incertitude quant à l’emplacement des seuils de basculement n’est donc pas une raison pour retarder l’action, mais une raison impérieuse pour prendre immédiatement des mesures de précaution. En bref, nous approchons peut-être d’un seuil périlleux, avec des possibilités de plus en plus réduites d’éviter des conséquences climatiques dangereuses et ingérables.
Pour faire face aux différentes menaces, il faut des cadres politiques plus solides qui accélèrent la réduction des émissions et intègrent les risques de basculement dans la planification climatique mondiale. Outre la réduction rapide et drastique des émissions anthropiques, de nouvelles approches, telles que la surveillance coordonnée des points de basculement à l’échelle mondiale, les progrès des modèles à haute résolution du système terrestre et la gouvernance anticipative pour gérer les risques en cascade pourraient améliorer notre capacité à détecter les signes avant-coureurs et à empêcher un basculement irréversible vers un monde transformé en serre. Pour faire face au changement climatique, il faut des politiques résilientes face à une profonde incertitude et capables de protéger le système terrestre contre des conséquences catastrophiques.
*La version originale de cet article est parue dans One Earth, vol. 9 (2), 20 février 2026. Notre traduction de l’anglais ne comprend pas les graphiques et les notes de bas de page pour lesquelles nous renvoyons à la source. En revanche, nous avons ajouté quelques explications pédagogiques (encarts et tableaux) pour les personnes non averties.
Cet article est dédié à la mémoire de Will Steffen (1947-2023), dont les travaux novateurs sur la science du système terrestre continuent d’inspirer des recherches et des actions essentielles en matière de climat. Ses réflexions sur les risques liés à la trajectoire vers une Terre serre restent un guide crucial pour préserver l’avenir de notre planète. Nous remercions David Armstrong Mckay d’avoir relu une première version de cet article.