Le « tipping point » est un terme de plus en plus populaire dans les communautés scientifiques et les médias et se réfère au seuil écologique au-delà duquel un écosystème donné entre dans un état alternatif indésirable, qui peut ne pas être réversible. Ainsi, les changements locaux, régionaux et surtout globaux de notre environnement sont de plus en plus étudiés afin d’en prédire l’évolution future.
Une part importante de cette discussion concerne les effets anthropiques sur l’environnement, et la capacité de la gestion efficace à limiter les bouleversements drastiques stipulés par l’idée du point de non-retour.
C’est dans ce cadre que notre synthèse se place, où l’étude d’articles scientifiques dans plusieurs domaines, tels que l’écologie, la modélisation et la météorologie, permet d’apporter une vision élargie du problème et d’en dégager les différents points de vue concernant les deux hypothèses : la réversibilité de l’environnement sous l’effet de changements globaux, ou, le changement drastique irréversible de ce dernier.

Ainsi, parmi les composantes de l’environnement, le climat joue un rôle principal dans l’évolution de ce dernier, c’est le cas des bouleversements climatiques tels que les périodes glaciaires ou le réchauffement climatique. Les articles portant sur le climat ont permis ici d’apporter des précisions sur les modèles de prédictions climatiques actuellement utilisés. Fonctionnant grâce à des jeux d’équations complexes de dynamique des fluides, ils peuvent permettre la mise en évidence de bouleversement passé ou futur du climat, et prédire éventuellement, des points de non-retour possible de ce dernier (le « tipping point »), impactant alors l’environnement à l’échelle du globe. Ainsi, chaque modèle climatique met en évidence des éléments en relation avec leur programmation et les paramètres de départ.
De ce fait, une review de Lenton et al. 2008 a permis de reprendre l’ensemble des données des modèles climatiques et des « tippings elements » de la littérature afin d’en faire un compte rendu critique synthétique. Il en ressort que des bouleversements sur une partie du système, par exemple la calotte glaciaire et sa fonte, pourrait entrainer des changements drastiques rapides. De plus, le modèle GENIE-2 (Lenton et al., 2009) apporte une visualisation du bouleversement de la circulation thermo-haline, qui est, une part importante dans le climat et l’environnement actuel, et la transition entre état stable réversible ou non. Le modèle de Peili Wu et al., 2014 a permis de mettre en évidence une réversibilité théorique dans le temps du climat en observant uniquement le CO2 atmosphérique. Un modèle simplifié, le Ghil-Shellers model de Bodai et al., 2014 fait l’analyse de la variation, glaciation et réchauffement climatique à partir de l’albédo et ne met pas en évidence de point de non-retour climatique.
Ainsi, l’utilisation de modèle climatique permet d’avoir une approche prédictive sur le futur plus ou moins éloigné de l’évolution de notre climat, permettant de l’inférer à l’environnement global. Cependant, ces résultats sont à contrastés puisqu’ils ne sont pas tous suffisamment complets pour prendre en compte tous les facteurs impactant ce paramètre environnemental, et l’analyse de composantes séparées de ce climat peut apporter une vision biaisée ou tronqué des véritables changements futurs.

D'ailleurs, les activités anthropiques ont bien bouleversé les écosystèmes terrestre et aquatiques à une rapidité et à une échelle inédite. En effet, des études de cas conduites dans de nombreuses forêts tropicales en utilisant des modèles climatiques, prévoient des réductions significatives des précipitations en Amazonie. Une diminution des précipitations combinée à une élévation des températures entraîne un dépérissement de la forêt et une diminution du transfert de l’eau vers l’atmosphère dans certains modèles de végétation, ce qui déclenche des rétroactions provoquant un climat plus sec. La première priorité pour réduire au minimum le risque de cette dégradation est la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre par la mise en place des mesures d’adaptation appropriées ainsi qu’une gestion forestière qui pourraient jouer un rôle majeur dans la réduction des futures dégradations des forêts à grande échelle, tout en contribuant à l'effort mondial d'atténuation ( Malhi et al.2009).
Millar et Stephenson, 2015 ont mis en évidence que cette menace atteint également les écosystèmes forestiers tempérés. En effet, certains facteurs du changement global (réchauffement climatique, pollution atmosphérique, sécheresses et canicules exceptionelles, espèces invasives, flambées de pathogènes..) entraînent des transformations écologiques importantes au niveau de ces écosystèmes, les poussant ainsi au-delà du seuil de résilience. D’ailleurs, les auteurs soulignent la nécessité de pratiquer une gestion efficace qui peut alors amortir les transitions écologiques au sein de ces forêts et de minimiser ainsi les pertes en services écosystémiques.
Une étude menée par (Locatelli et al.2015) montre qu’un reboisement intelligent des forêts tropicales peut faire partie des solutions face au changement climatique. Une gestion de cette augmentation de couverture forestière doit inclure des mesures afin de réduire les impacts directs et indirects de la variabilité climatique sur le reboisement. Pourtant, la réalisation d’un tel reboisement reste presque limitée en raison d’une série d'incertitudes et des lacunes en connaissances des scénarios climatiques futures.

Quant aux écosystèmes aquatiques, Hoegh-Guldberg et al. à travers une revue publiée en 2007 ont insisté sur la nécessité, voire l’urgence de prise d'action par une gestion efficace pour préserver les écosystèmes des récifs coralliens qui, sous l'effet du réchauffement climatique et l'acidification des océans, se rapprochent de plus en plus vers le tipping point. Ces écosystèmes sont d'une grande importance et leur perte pourrait avoir de conséquences graves que ce soit sur le plan environnemental, économique, ou social. De plus, les menaces locales sur les récifs coralliens, tels que la dégradation de la qualité de l'eau, et la surexploitation des stocks halieutiques marines, peuvent produire des synergies et des "feebacks" de concert avec le changement climatique.
D’ailleurs, Andrew et al. en 2009 expliquent que selon des scénarios d'émissions moyens et élevés de CO2, les océans présentent des risques significatifs sur l’extinction de nombreuses espèces marines (phytoplanctons et coraux) à cause du phénomène d’acidification, ainsi que des changements physiques axés sur une large gamme d'échelles temporelles, spatiales et biologiques qui peuvent envahir tous les écosystèmes marins. De ce fait, la mise en place des plans d'intervention adaptés tel qu’une réduction immédiate des émissions de CO2 est essentielle pour minimiser l’impact de futurs changements climatiques irréversibles sur les écosystèmes marins.

Une review de Eslami-Andergoli et al. 2014, montre à travers l’exemple des écosystèmes intertidaux, que la prédiction du moment réel du tipping point dans les écosystèmes naturels reste encore hors de portée, cependant plusieurs indices peuvent bien servir d'avertissement. Par contre, ces indicateurs peuvent s'avérer parfois inefficaces à cause d'une insuffisance et d'une faible résolution de données ou l’occurrence d’une force externe soudaine qui pourrait déclencher une transition de l’état écosystémique avant que l’indicateur ne pu être détecté. D’où la nécessité d’une approche combinée de modélisation attentive des écosystèmes et d’acquisition de données spatiales et temporelles de haute résolution. Des défis d'identification de modèles et d'estimations statistiques limitent encore la capacité à détecter des indicateurs génériques de transitions imminentes et de produire ainsi un cadre de prévision probabiliste. Ils concluent par: "même si la science est adressée, elle devrait être communiquée entre les chercheurs et les gestionnaires pour pouvoir gérer un plan efficace d'actions réalisables afin de faire face au changement, voire au "tipping point".

Cette synthèse montre que la question et l’existence d’un « tipping point » fait toujours débat. Les différentes approches illustrées ici sont en faveur de l’une ou l’autre des deux hypothèses et ne permettent pas à l’heure actuelle d’avoir un compromis. A l’échelle du climat, il semblerait que cette composante soit réversible mais en intégrant le temps comme paramètre, le retour à l’état initial, ou résilience, apparait comme un processus long. Cependant, l’étude sur les écosystèmes montre des bouleversements nettement plus rapides et plus drastiques, avec un retour difficilement possible voire impossible. Il faut donc agir avant que cela ne soit bien trop tard…