Dans le domaine du changement climatique, deux limites ont été définies : la concentration de CO2 dans l’atmosphère et le forçage radiatif.  

Concentration de CO2 

L’atmosphère est l’enveloppe de gaz qui entoure notre planète. La concentration de CO2 dans l’atmosphère désigne la quantité de CO2 présente dans cette enveloppe de gaz. La concentration de CO2 peut notamment être exprimée en ppm. L’abréviation ppm signifie « parts per million », c’est-à-dire parties par million.   

La limite planétaire de la concentration de CO2 est de 350 ppm, la limite du risque élevé est de 450 ppm. En 2023, la concentration de CO2 était en moyenne d’environ 420 ppm. La limite planétaire a donc été dépassée. 

Il y a toujours une certaine quantité de CO2 dans l’atmosphère, car différents êtres vivants (p. ex. les humains) émettent du CO2 en respirant. Toutefois, le CO2 est également produit lors de la combustion de sources d’énergie non renouvelables, comme le pétrole. Depuis le début du 19e siècle, c’est-à-dire depuis l’industrialisation, il y a toujours plus de CO2. On parle d’industrialisation car à cette époque, davantage de produits ont été fabriqués dans des usines par des machines plutôt qu’à la main grâce aux progrès technologiques. Comme ce type de production nécessite également la combustion de sources d’énergie non renouvelables, il y a toujours plus d’émissions de CO2. 

Forçage radiatif 

Le bilan énergétique définit le rapport entre la quantité d’énergie que la Terre reçoit du soleil et la quantité d’énergie qu’elle émet vers l’espace. Différents facteurs influencent ce rapport, comme la quantité de gaz à effet de serre ou la réflectivité de la surface terrestre. Une plus grande quantité de gaz à effet de serre permet par exemple de conserver plus d’énergie, et donc plus de chaleur sur la surface terrestre. Toutefois, s’il y a par exemple une plus grande quantité d’aérosols, la Terre reflète plus d’énergie, ce qui peut la refroidir. Les aérosols sont un mélange de gaz et de minuscules particules en suspension dans ce gaz.  

Le forçage radiatif décrit les modifications du bilan énergétique. Le forçage radiatif n’est pas mesuré, mais calculé à l’aide de différentes valeurs. Plus le forçage radiatif est élevé, plus l’énergie reste à proximité de la surface terrestre, ce qui signifie qu’il fait plus chaud. 

Le forçage radiatif est exprimé en watts par metre carré (W/m2). Pour comparer le forçage radiatif, on observe dans quelle mesure il s’est renforcé depuis l’industrialisation (W/m2 = 0). La limite planétaire est de +1 W/m2, la limite du risque élevé de + 1.5 W/m2. En 2023, le forçage radiatif était de +2.91 W/m2. La limite planétaire a donc été dépassée. 

La biosphère désigne les zones de la Terre où se trouvent des êtres vivants. Dans le contexte de l’environnement, l’intégrité signifie « ne pas être endommagé ». L’intégrité de la biosphère est donc le fait que les habitats ne soient pas endommagés. La perte d’intégrité de la biosphère se mesure dans deux domaines : la perte fonctionnelle et la perte génétique. 

Perte fonctionnelle 

On parle de perte fonctionnelle de la biosphère lorsque l’humanité occupe trop de surfaces terrestres et que l’environnement ne peut donc pas fonctionner correctement.  

La perte fonctionnelle de l’intégrité de la biosphère est exprimée par le HANPP (Human Appropriation of Net Primary Production). Le HANPP indique dans quelle mesure la production végétale naturelle est modifiée ou utilisée par les humains à travers l’utilisation des terres. Il mesure l’influence des activités humaines sur la disponibilité de l’énergie dans les écosystèmes. Il permet de montrer l’ampleur de l’utilisation humaine par rapport aux processus naturels. Le HANPP indique donc dans quelle mesure la nature est affectée par l’utilisation des terres et à quel point la pression sur la biodiversité est importante. La limite planétaire est de 10 pour cent, la limite du risque élevé de 20 pour cent. En 2023, le HANPP était d’environ 30 pour cent. La limite planétaire a donc été dépassée. 

Perte génétique 

La perte génétique est la perte de la diversité des êtres vivants. Elle peut se produire soit car il ne reste que très peu d’êtres vivants de la même espèce, soit car l’espèce s’éteint complètement. 

La perte génétique est mesurée par le taux d’extinction. Le taux d’extinction est le nombre d’espèces qui s’éteignent par million d’espèces en un an. Il est exprimé en « extinction per million species years » (E/MSY). La limite planétaire du taux d’extinction est de 10 E/MSY, la limite du risque élevé est de 100 E/MSY. En 2023, le taux d’extinction a été estimé à plus de 100 E/MSY. La limite planétaire a donc été dépassée. 

L’atmosphère terrestre est l’enveloppe de gaz qui entoure notre planète. Elle est divisée en plusieurs couches. L’une de ces couches est la stratosphère. Elle s’étend d’environ 25 à 47 km d’altitude. L’ozone se forme dans la stratosphère. Il s’agit d’un composé chimique d’oxygène.  

Le soleil émet des rayons UV. Ce sont des rayons lumineux invisibles pour l’homme. Ils sont nocifs pour les êtres vivants sur terre, car ils peuvent par exemple causer le cancer. Une grande partie de ces rayons UV dangereux est freinée par la couche d’ozone dans la stratosphère. C’est pour cette raison qu’il est important de préserver la couche d’ozone. 

La quantité d’ozone présente dans la stratosphère est notamment mesurée en unités Dobson (DU). Plus le chiffre est bas, plus la quantité d’ozone est faible et plus le risque pour l’environnement est élevé. La limite planétaire est estimée à 276 UD d’ozone, la limite du risque élevé est de 261. En 2023, la quantité d’ozone était de 284 UA. La quantité d'ozone présente dans la stratosphère se situe dans la zone de sûreté. La limite planétaire n'est donc pas franchie. 

Nos eaux et les êtres vivants qui y vivent absorbent du CO2. Le CO2 se lie à l’eau pour former l’acide carbonique. On parle donc d’acidification des océans lorsqu’il y a trop de CO2 dans l’eau. Le fait qu’il y ait plus de CO2 dans l’eau modifie donc la composition chimique de l’eau des océans. Il y a par exemple moins de carbonate. Le carbonate est un composé chimique qui se lie avec le calcium pour former du calcaire (carbonate de calcium). Il est important pour les organismes vivants comme les coraux, car ils forment leur coquille à partir du calcaire. Ce processus est rendu plus compliqué par le manque de carbonate. 

En outre, l’eau essaie de conserver un équilibre chimique. Si l’eau de mer manque de carbonate, elle dissout le carbonate existant dans les coquilles des coraux afin de rétablir cet équilibre. Le calcaire se dissout et les coraux perdent leur coquille dure et peuvent mourir. 

L’acidification des océans est mesurée par la quantité d’aragonite (un type de calcaire produit en particulier par les coraux) présente dans l’eau. Plus les océans sont acides, moins il y a de calcaire dans l’eau. La quantité d’aragonite est exprimée en unités oméga (Ωarag).  

La limite planétaire est de 2.752 Ωarag. S’il y a moins que cette quantité d’aragonite dans l’eau, il y a un risque pour l’environnement. En 2023, la quantité d’aragonite était de 2.8 Ωarag. La quantité d'aragonite présente dans l'eau se situe dans la zone de sûreté. La limite planétaire n'est donc pas franchie. 

Le changement d’usage des sols est mesuré par la proportion initiale de forêts sur la planète. En 2023, il restait environ 60 pour cent de la surface forestière mondiale qui existait avant l’industrialisation. L’industrialisation désigne la période autour de 1800, caractérisée par des progrès technologiques importants et un nombre croissant d’usines. La limite planétaire est fixée à 75 pour cent. À partir de 54 pour cent, il existe un risque élevé pour l’environnement. La surface forestière est dans la zone à risque. La limite planétaire est donc franchie. 

L’eau douce de la Terre désigne la quantité totale d’eau douce sur la Terre. Elle comprend l’eau de surface et l’eau souterraine (appelée « eau bleue »), ainsi que l’eau douce stockée dans le sol (appelée « eau verte »). L’eau douce fait partie du cycle de l’eau : l’eau verte, par exemple, s’évapore et monte dans l’atmosphère, où elle se refroidit et retombe sur la terre sous forme de pluie. Si la pluie tombe dans un fleuve, cette eau se transforme en « eau bleue ». Par contre, si la pluie atterrit sur le sol et s’infiltre dans le sol, cette eau redevient de « l’eau verte ».  

Comme l’eau suit ce cycle, il est normal que la quantité d’eau fluctue dans un même endroit, c’est-à-dire qu’elle soit parfois plus élevée ou plus basse. Toutefois, si elle varie trop ou trop peu, on parle de fluctuations perturbées. 

Pour observer les changements du cycle de l’eau douce, on mesure le pourcentage de la surface terrestre qui connaît des fluctuations perturbées. L’eau bleue et l’eau verte sont étudiés séparément. En 2023, 18.2 pour cent de la surface terrestre présentaient des fluctuations perturbées de l’eau bleue. La limite planétaire est de 10.2 pour cent. 

15.8 pour cent de la surface terrestre présentait des fluctuations perturbées de l’eau verte. La limite planétaire est de 11.1 pour cent. Les deux limites planétaires sont dépassées. 

Les aérosols sont un mélange de gaz et de minuscules particules, qui sont si légères qu’elles restent en suspension dans le gaz (appelées particules en suspension). Les aérosols sont nocifs pour la santé, car ils peuvent par exemple être inhalés et se déposer ensuite dans les poumons, où ils peuvent causer des maladies respiratoires. Les aérosols influencent également, entre autres, l’effet de serre et la formation des nuages. 

Pour mesurer la charge en aérosols, on examine dans quelle mesure le rayonnement solaire traverse l’atmosphère. Plus la charge d’aérosols est élevée, plus le soleil pénètre difficilement dans l’atmosphère. Il n’existe pas d’unité spécifique pour exprimer la charge d’aérosols. On calcule à la place ce que l’on appelle « la profondeur optique des aérosols ». La limite planétaire de la charge d’aérosols est de 0.1, la limite du risque élevé de 0.25. En 2023, la moyenne mondiale était de 0.076. La limite planétaire n’est donc pas dépassée.   

Les entités nouvelles sont des produits chimiques, des matériaux et des êtres vivants créés par l’homme. Pour s’assurer que ces entités ne causent pas de dommages à long terme, il est nécessaire de disposer de suffisamment de temps et de ressources pour observer leur impact sur l’environnement. Actuellement, il y a tellement d’entités inventées et utilisées qu’une observation n’est pas possible.  

Comme il n’est pas possible de mesurer la quantité d’entités nouvelles et leur impact sur l’environnement, il n’existe pas de valeur précise dans ce domaine. En raison de cette grande incertitude, on part du principe que la limite planétaire a été dépassée dans ce domaine. 

Les cycles biogéochimiques désignent le mouvement des éléments et composés chimiques entre la croûte terrestre, les êtres vivants et l’atmosphère. Le cycle de l’eau est un exemple d’un tel cycle. La quantité d’eau sur la terre reste toujours à peu près la même, mais la manière dont l’eau est disponible change. L’eau peut par exemple s’évaporer et se transformer en nuages et en pluie, ou l’eau douce peut s’écouler d’un fleuve vers une mer et se transformer ainsi en eau salée.  

Des limites planétaires ont été définies pour deux de ces cycles biogéochimiques : le cycle du phosphore (P) et le cycle de l’azote (N). Ces deux substances sont utiles aux êtres vivants, par exemple sous la forme d’engrais. S’il y en a trop à la fois, cela peut toutefois être nocif. Si l’eau contient par exemple trop de phosphore, il n’y a plus assez d’oxygène pour certains organismes aquatiques et ils meurent. Pour mesurer l’ampleur des changements dans le cycle du phosphore, on mesure donc la quantité de phosphore présent dans les océans ou dans l’eau.  

L’azote est un des principaux gaz contenu dans l’air. Il n’est toutefois pas utile à la plupart des êtres vivants. Pour pouvoir être utilisé comme engrais, par exemple, l’azote doit être lié. Cela signifie qu’il doit prendre une autre forme chimique que les êtres vivants peuvent assimiler. Pendant longtemps, ce processus s’est déroulé seulement de manière naturelle. Aujourd’hui, en plus des processus naturels, il existe également des procédés techniques qui permettent de lier l’azote. Alors qu’une certaine quantité d’azote est utile et aide par exemple les plantes à pousser rapidement, une trop grande quantité d’azote est nocive pour l’environnement. En effet, l’azote subit une transformation chimique et se transforme par exemple en gaz hilarant, qui est un gaz à effet de serre. Une trop grande quantité d’azote est également nocive pour la biodiversité. 

Pour évaluer l’ampleur des changements dans le cycle de l’azote, on mesure la quantité d’azote que l’humanité lie par des procédés techniques.  

La quantité de phosphore dans l’eau ainsi que la quantité d’azote liée sont mesurées en terragrammes par an (Tg/a). Pour le phosphore, la quantité s’élevait à 22.6 Tg/a à l’échelle mondiale en 2023. La limite planétaire est de 11 Tg/a. Pour l’azote, la quantité s’élevait à 190 Tg/a en 2023. La limite planétaire est de 62 Tg/a. En 2023, les deux limites planétaires ont donc été dépassées.