Selon les scientifiques, la Terre s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années et les conditions étaient très différentes de celles d’aujourd’hui. En particulier, le climat de la Terre n’a cessé de changer au cours de l’histoire, mais nous en savons beaucoup sur ce qu’était le climat de la Terre grâce aux indices qui subsistent dans les roches, la glace et les arbres fossiles. Les scientifiques ont déterminé qu’au cours des 650 000 dernières années, il y a eu sept cycles d’avancée et de recul des glaciers (ou aussi appelés “Périodes Glaciaires”), la dernière période glaciaire s’étant achevée brutalement il y a environ 11 700 ans. Ce moment de l’histoire de la Terre a marqué le début de l’ère climatique moderne et de la civilisation humaine. Ainsi, au cours des quelque 11 700 dernières années, le climat de la Terre a été relativement stable, ce qui a contribué à l’évolution de nombreuses espèces et de la société moderne.

Cependant, le changement climatique actuel est différent du changement climatique passé à bien des égards: les causes naturelles ont un impact mineur, et même les variations de l’activité solaire et de l’orbite terrestre ne peuvent expliquer entièrement les changements que nous observons aujourd’hui. Il ne fait aucun doute que les activités humaines sont le principal moteur du changement climatique. En particulier, l’utilisation de combustibles fossiles (gaz naturel, pétrole et charbon) surcharge aujourd’hui l’atmosphère en dioxyde de carbone (CO₂) et contribue ainsi à l’effet de serre. En outre, d’autres gaz à effet de serre tels que le méthane (CH₄) et l’oxyde nitreux atteignent des niveaux record dans l’atmosphère. Par conséquent, d’une part, les océans deviennent plus acides parce qu ‘ils absorbent une partie des émissions de CO₂, ce qui modifie les conditions de cet écosystème délicat et menace l’existence de nombreuses espèces marines. Il est donc impératif de lutter contre le changement climatique et de réduire toutes les émissions de gaz à effet de serre pour assurer notre survie et celle de toutes les autres espèces sur cette planète.

L’effet de serre est un processus naturel qui se produit depuis que la Terre a une atmosphère: les gaz présents dans l’atmosphère, principalement le dioxyde de carbone [CO₂], le méthane [CH₄], l’oxyde nitreux [N₂O], l’ozone [O₃] et le vapeur d’eau [H₂O] (appelés “gaz à effet de serre naturel”) piègent la chaleur du soleil qui réchauffe la surface de la Terre à une température moyenne confortable de 15 degrés Celsius (59 degrés Fahrenheit), ce qui permet de maintenir la vie sur cette planète et de la rendre habitable. Sans cet effet naturel, la planète Terre serait une planète gelée inhabitable.

L’atmosphère terrestre est composée d’environ 78 percent d’azote, 21 percent d’oxygène, 0.93 percent d’argon,0.04 percent de dioxyde de carbone et 0.03 percent d’autres gaz. Les gaz à effet de serre naturels contenus dans l’atmosphère terrestre, même en très faible concentration, ont un impact fondamental sur le climat. En effet, contrairement à l’azote et à l’oxygène, ils sont capables d’absorber le rayonnement thermique de manière à empêcher sa dispersion dans l’espace. L’atmosphère terrestre sans ces gaz rendrait le climat très froid (au moins 33 °C de moins).

Les volcans peuvent affecter le climat de la Terre. Lors des éruptions, de grandes quantités de gaz (dont d’énormes quantités de CO₂) et de cendres sont libérées dans l’atmosphère. Les cendres injectées et les autres particules de poussière retombent généralement rapidement et ont peu d’ impact sur le changement climatique, mais une suspension prolongée dans l’atmosphère faisant de l’ombre au rayonnement solaire entrant provoque en effet refroidissement qui peut durer des mois ou des années en fonction de l’intensité de l’activité volcanique, tandis que le dioxyde de carbone (CO₂), un gaz à effet de serre, contribue au réchauffement de la planète.

Considéré comme un prérequis à la vie sur la Terre, le “rayonnement solaire” est, en partie, responsable de certains changements climatiques importants dans un passé lointain. Les “taches solaires”, c’est-à-dire les points sombres à la surface du soleil, sont des paramètres très utiles pour mesurer l’activité solaire. Il a été observé que leur nombre varie tous les 11 ans (ce que l’on appelle le “cycle de onze ans de l’activité solaire”) et que, pendant ces cycles, l’activité solaire s’intensifie (cette période est caractérisée par la formation de taches solaires), mais qu’elle diminue également à la suite de ce cycle. Ces variations continues de l’activité solaire affectent les températures globales et régionales sur la Terre.

Les nuages jouent un rôle très important: ils dispersent la lumière du soleil et, par conséquent, la surface de la terre se réchauffe moins car elle reçoit moins de rayonnement solaire. Les nuages absorbent également le rayonnement thermique émis par la surface de la Terre et la restituent ensuite dans toutes les directions: une partie de cette énergie (chaleure) est donc retenue par le système terrestre.

Les nuages formés dans la haute troposphère, appelés “cirrus”, sont généralement très fins, ce qui explique qu’ils ne protègent la Terre que d’ une petite partie du rayonnement solaire entrant. En outre, comme ils sont froids, ils dégagent peu de chaleur dans l’ espace et ils ont donc, en général, un effet réchauffant. Au contraire, les nuages bas, généralement beaucoup plus épais, ont toujours un effet refroidissant sur le climat moyen mondial, car ils dispersent une grande partie du rayonnement solaire entrant dans l’espace. Dans les conditions actuelles, c’ est l’ effet refroidissant des nuages qui prévaut.

La circulation thermohaline (parfois appelée aussi “grand tapis roulant océanique”) est la partie de la circulation océanique qui est alimentée par des différences de densité, par opposition aux courants et aux marées induits par le vent (qui sont également provoqués par la gravité de la lune et du soleil). En fait, la densité de l’eau de la mer est strictement liée à la température et à la salinité (d’où le nom de “thermohaline”). Notamment, la formation de glace augmente la salinité, tandis que le ruissellement et la fonte des glaces la diminuent. Cette sorte de “tapis roulant” déplace en fait de grandes quantités de chaleur, qui ont un impact significatif sur le climat. Si, par exemple, la partie atlantique du tapis roulant s’arrêtait complètement, la température de l’air baisserait en moyenne de 1 à 2 °C dans l’hémisphère nord et jusqu’à 8 °C dans la zone située au-dessus de l’Atlantique Nord. Il est important de souligner que les différences de salinité et de la température, qui résultent du réchauffement et du refroidissement à la surface de la mer, sont aussi influencées par d’autres conditions telles que les flux d’eau douce de surface, notamment l’évaporation et les précipitations.