Aux côtés d’une guerre nucléaire ou d’un impact massif d’un astéroïde, le changement climatique anthropique est l’une des plus grandes menaces existentielles auxquelles l’humanité est aujourd’hui confrontée. Avec l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre au cours du XXe siècle, l’atmosphère terrestre continue d’absorber davantage d’énergie solaire. Cela a entraîné une hausse des températures, une élévation du niveau de la mer et une augmentation de la sécheresse, de la famine, des incendies de forêt et d’autres conséquences écologiques. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), les températures mondiales augmenteront en moyenne de 1,5 à 2 ° C (2,7 à 3,6 ° F) d’ici 2050.
Pour certaines parties du monde, les augmentations de température seront gérables avec les bonnes stratégies d’adaptation et d’atténuation. Pour d’autres, en particulier dans les régions équatoriales (où vit la majeure partie de la population terrestre), les augmentations de température seront sévères et rendront la vie intenable pour des millions de personnes. Pendant des décennies, les scientifiques ont envisagé d’utiliser un pare-soleil pour bloquer une fraction de l’énergie solaire (1 à 2 %) avant qu’elle n’atteigne l’atmosphère terrestre. Selon une nouvelle étude menée par une équipe dirigée par l’Université de l’Utah, la poussière lunaire pourrait être utilisée pour protéger la Terre de la lumière du soleil.
L’étude a été menée par Ben Bromley et Sameer H. Khan, professeur d’astrophysique théorique et computationnelle et étudiant en informatique à l’Université de l’Utah (respectivement), et Scott J. Kenyon, astrophysicien théoricien au Harvard & Smithsonian Center for Astrophysique (CfA). Leur article, publié le 8 février dans la revue PLOS Climate, décrit les propriétés de différents types de particules de poussière, les quantités requises et les orbites les mieux adaptées pour ombrager la Terre.
Le concept de pare-soleil prévoit un pare-soleil placé au point de Lagrange L1 entre la Terre et le Soleil. Cela garantirait que le pare-soleil reste sur une orbite stable entre la Terre et le Soleil, offrant une protection constante. Pour le bien de leurs recherches, l’équipe dirigée par l’Utah a appliqué une technique utilisée pour étudier la formation des planètes autour d’étoiles lointaines. Selon l’hypothèse nébulaire, il s’agit d’anneaux protoplanétaires de poussière et de gaz qui orbitent autour de jeunes étoiles et finissent par s’accréter (en raison du moment cinétique) pour créer des planètes.
Ces anneaux interceptent la lumière de l’étoile et la dégagent sous forme de chaleur, que les astronomes étudient à l’aide de télescopes infrarouges. «C’était la graine de l’idée; si nous prenions une petite quantité de matière et la placions sur une orbite spéciale entre la Terre et le Soleil et la cassions, nous pourrions bloquer beaucoup de lumière solaire avec une petite quantité de masse », a déclaré Bromley dans une université de l’Utah ( @theU) communiqué de presse. L’équipe a ensuite appliqué cette théorie à la poussière lunaire et a découvert que ses propriétés inhérentes étaient parfaites pour fonctionner efficacement comme un pare-soleil.
De même, ils ont effectué des simulations informatiques pour tester la dispersion des particules de poussière jusqu’à ce qu’ils trouvent les trajectoires optimales qui les placeraient en orbite à L1, où ils protégeraient la Terre du rayonnement solaire. Sameer Khan a mené l’exploration initiale dans laquelle les orbites pouvaient maintenir la poussière en place assez longtemps pour fournir un ombrage adéquat. Dit Khan :
“Parce que nous connaissons les positions et les masses des principaux corps célestes de notre système solaire, nous pouvons simplement utiliser les lois de la gravité pour suivre la position d’un pare-soleil simulé au fil du temps pour plusieurs orbites différentes. Il était plutôt difficile de faire en sorte que le bouclier reste en L1 suffisamment longtemps pour projeter une ombre significative. Cela ne devrait cependant pas surprendre, car L1 est un point d’équilibre instable. Même la moindre déviation de l’orbite du pare-soleil peut le faire rapidement dériver, nos simulations devaient donc être extrêmement précises.
En fin de compte, ils ont constaté que deux scénarios possibles étaient les plus prometteurs. Le premier consistait en une poussière lancée de la Terre vers une plate-forme au point de Lagrange Terre-Soleil L1, où elle serait libérée dans plusieurs directions – y compris la position de la Terre, du Soleil, de la Lune et d’autres planètes du système solaire. Ils ont découvert que si la poussière était lancée avec précision, elle suivrait un chemin entre la Terre et le Soleil et créerait une ombre solaire. Cependant, la poussière serait facilement emportée par le vent solaire, le rayonnement et la gravité des nombreux corps du système solaire.
L’équipe a conclu que la plate-forme devrait créer une quantité inépuisable de poussière et la lancer tous les quelques jours pour maintenir le pare-soleil. Le deuxième scénario consistait en un tir de poussière lunaire depuis la surface de la Lune vers le Soleil. Bien qu’il faille le faire régulièrement, le deuxième scénario s’est avéré être l’option la plus rentable. En raison de la gravité inférieure de la Lune, une fusée doit atteindre une vitesse de fuite de seulement 2,38 km/s (1,74 mi/s) pour se libérer de la gravité de la Lune, alors que la vitesse de fuite de la Terre est de 11,2 km/s (6,96 mi/s) .
C’était une bonne nouvelle puisque la quantité de poussière nécessaire pour fabriquer un écran solaire est comparable à la production d’une importante opération minière ici sur Terre. De plus, ils ont constaté qu’une plate-forme distincte à L1 n’était peut-être pas nécessaire pour le deuxième scénario. Dit Kenyon :
“Il est étonnant d’imaginer comment la poussière de lune – qui a mis plus de quatre milliards d’années à se générer – pourrait aider à ralentir l’augmentation de la température de la Terre, un problème qui nous a pris moins de 300 ans à produire. Il est étonnant que le Soleil, la Terre et la Lune soient dans la bonne configuration pour permettre ce type de stratégie d’atténuation du climat.
Les auteurs soulignent également que leur étude explore l’impact potentiel de ces stratégies et n’évalue pas si elles sont réalisables ou non. De plus, les auteurs insistent sur le fait qu’aucun de ces scénarios ne créerait un effet de refroidissement incontrôlable qui provoquerait une période glaciaire artificielle sur Terre. Étant donné que le rayonnement solaire disperse naturellement la poussière à travers le système solaire, le pare-soleil disparaîtrait sans un réapprovisionnement régulier. Comme l’a déclaré Bromley :
“Nous ne sommes pas des experts en changement climatique, ou la science des fusées nécessaires pour déplacer la masse d’un endroit à l’autre. Nous explorons simplement différents types de poussière sur une variété d’orbites pour voir à quel point cette approche pourrait être efficace. Nous ne voulons pas manquer un changeur de jeu pour un problème aussi critique.
Lectures complémentaires : Université de l’Utah, PLOS Climat
