vignette|redresse=1.5|Les limites planétaires et leur dépassement en 2025.. Le cercle en pointillés représente l'estimation des limites de durabilité et les zones colorées l'estimation de leur état en 2025, la couleur orange représentant un dépassement.
Les neuf limites planétaires sont, dans le sens antihoraire et en partant du haut : (1) Changement climatique ; (2) Érosion de la biodiversité ; (3) Modifications des usages des sols ; (4) Utilisation d’eau douce ; (5) Perturbation des cycles biochimiques de l'azote et du phosphore ; (6) Acidification des océans ; (7) Aérosols atmosphériques ; (8) Diminution de la couche d’ozone ; (9) Pollution chimique (nouvelles entités).
Les limites planétaires sont les seuils que l'humanité ne devrait pas dépasser pour ne pas compromettre les conditions favorables dans lesquelles elle a pu se développer et pour pouvoir durablement vivre dans un écosystème sûr, c’est-à-dire en évitant les modifications brutales et difficilement prévisibles de l'environnement planétaire.
Ce concept a été proposé par une équipe internationale de vingt-six chercheurs et chercheuses et publié en 2009. Il a depuis été mis à jour par des publications régulières.
Il consiste en neuf limites planétaires, dont huit sont chiffrées par les chercheurs et sept sont déjà franchies. Neuf processus sont retenus comme limites, car ensemble ils remettent en cause la stabilité de la biosphère : le changement climatique, la perte de biodiversité, la perturbation des cycles biogéochimiques de l’azote et du phosphore, les changements d'utilisation des sols, l’acidification des océans, l’utilisation mondiale de l’eau, l’appauvrissement de la couche d'ozone, l'introduction d’entités nouvelles dans l’environnement (pollution chimique) et l'augmentation des aérosols dans l’atmosphère.
Définition Terminologie Certains auteurs préfèrent utiliser l'expression de frontières planétaires, qui constitue selon eux une traduction correcte de l'anglais .. Dans un contexte de vulgarisation, ils expliquent notamment qu'une frontière peut être franchie, pas une limite.
Contenu du concept Les limites planétaires sont des seuils à l'échelle mondiale à ne pas dépasser pour que l’humanité puisse vivre dans un écosystème sûr, c’est-à-dire évitant les modifications brutales, non-linéaires, potentiellement catastrophiques et difficilement prévisibles de l’environnement. Le concept de limites planétaires est défini en 2009 par une équipe internationale de , menés par Johan Rockström du Stockholm Resilience Centre et Will Steffen de l'université nationale australienne. et .. Parmi ces chercheurs figurent notamment le climatologue James E. Hansen (directeur du de la NASA, pionnier des recherches sur le changement climatique), Paul Crutzen (prix Nobel de chimie 1995), le climatologue allemand Hans Joachim Schellnhuber (fondateur du et conseiller du gouvernement allemand et de la Commission européenne sur le réchauffement climatique) et le géographe belge Éric Lambin.
Neuf limites planétaires sont définies. Pour chacune, un indicateur et une valeur seuil sont estimés en quantité émise ou extraite de l’environnement. L'estimation des limites planétaires a été affinée par plusieurs études scientifiques.
Six de ces limites sont considérées comme dépassées en 2023., puis une septième en 2025, l'acidification des océans. :
Changement climatique : Concentration en dioxyde de carbone : concentration atmosphérique en inférieure à , Forçage radiatif : une variation maximale de du forçage radiatif ; Intégrité de la biosphère : Biodiversité génétique : la limite fixée à taux d’extinction de dix espèces sur un million par an (le taux « normal » est d'environ une espèce sur un million par an). Or, le taux actuel d’extinction planétaire serait de cent à mille espèces sur un million par an.. Ces disparitions ont des impacts majeurs sur les écosystèmes et sur les fonctions qui ne sont plus remplies par les espèces disparues, Intégrité fonctionnelle : dont la perturbation est mesurée par la part de production primaire nette utilisée par l'humanité. La limite est fixée à 10 % de sa valeur pré-industrielle. Cette part est de 30 % en 2025. ; Modifications de l'occupation des sols : estimées à partir de la surface forestière ; la limite est fixée à 75 % de la surface de forêt avant défrichement par l'humanité ; Utilisation d’eau douce : mesurée par la proportion de surface de la terre où les eaux de surfaces et des sols sont déviées de leur cycle naturel. Les limites sont fixées aux valeurs hautes () des valeurs pré-industrielles : Pour l'eau bleue (eau de surface) : la limite est estimée à 12,9 %. En 2025, la valeur atteinte est de 22,6 %, Pour l'eau verte (humidité des sols) : la limite est estimée à 12,4 %. En 2025, la valeur atteinte est de 22 % ; Perturbation des cycles biochimiques de l'azote et du phosphore : Cycle de l'azote : limite à la fixation industrielle et agricole de à , Cycle du phosphore : apport annuel de phosphore aux océans inférieur à dix fois le lessivage naturel du phosphore. La modification des cycles de l’azote et du phosphore contenu dans les sols résulte notamment de l’agriculture et de l’élevage intensifs. L’usage d’engrais et les déjections issues de l’élevage contribuent à perturber ces cycles indispensables au bon état des sols et des eaux ; Introduction de nouvelles entités dans l'environnement (métaux lourds, composés organiques synthétiques.., composés radioactifs) facteurs de pollution ; Acidification des océans : taux moyen de saturation de l'eau de mer de surface en aragonite supérieur ou égal à , environ 80 % du niveau pré-industriel.
Deux limites planétaires ne sont pas franchies en 2025 : Diminution de la couche d’ozone stratosphérique : réduction inférieure à 5 % dans la concentration en ozone par rapport au niveau pré-industriel de ; Concentration en aérosols atmosphériques.
Les auteurs insistent sur les interactions entre ces limites (synergies possibles). Le concept de « limites planétaires » permet de définir le dans les limites duquel l'humanité pourrait vivre en sécurité (du point de vue de la durabilité des ressources naturelles et des services écosystémiques).
+ Synthèse des limites planétaires et de leur dépassementDimension Mesure (unité) Limite / Seuil (2025) Valeur Limitedépassée ? 2023 2025 Changement climatique Concentration de Concentration de dans l'atmosphère () 350 / (max) 18px|Seuil de haut risque franchi Ouiseuil de haut risque Forçage radiatif Différence de bilan radiatif () 1,0 / (max) Acidification des océans Taux de saturation moyenne globale de l'aragonite dans les eaux de surface (noté Ωarag) 2,86 / (min) 18px|Limite planétaire franchie OuiDiminution de l'ozone stratosphérique Concentration de l'ozone stratosphérique (DU) 277,4 / (min) 18px|Limite planétaire non franchie Non (régional et dans le temps)Charge en aérosols atmosphériquesDifférence interhémisphérique de l'épaisseur optique des aérosols (ΔEOA) 0,10 / (max) 18px|Limite planétaire non franchie NonCycles biogéochimiquesCycle du phosphoreEntrée du phosphore dans les systèmes aquatiques à eau douce (Tg/an) 6,2 / (max) 18px|Seuil de haut risque franchi Ouiseuil de haut risqueCycle de l'azoteFixation biologique industrielle et intentionnelle de l'azote (Tg/an) 62 / (max) Consommation d'eau douce Eau bleue Proportion de la Terre où les eaux de surfaces sont déviées de leur cycle naturel. (%)12,9 / 50 % (max) 18,2 % 22,6 % 18px|Limite planétaire franchie Oui Eau verte.. Proportion de la Terre où les eaux des sols sont déviées de leur cycle naturel (%) 12,4 % / 50 (max) 15,8 % 22,0 % Changement d'usage des sols Part de la forêt originelle (%)75 / 54 % (min) 60 % 59 % 18px|Limite planétaire franchie OuiIntégrité de la biosphèreDiversité génétiqueTaux d'extinction (nombre d'extinctions par million d'espèce et par an, E/MEA). 10 / 100 E/MEA (max) > 100 E/MEA 100-1000 E/MEA 18px|Seuil de haut risque franchi Ouiseuil de haut risqueIntégrité fonctionnellePart de production primaire nette utilisée par l'humanité 10 / 20 % (max) 30 % 30 % Introduction d'entités nouvelles dans l'environnement (pollution) Pourcentage de produits chimiques synthétiques rejetés dans l'environnement sans tests de sécurité adéquats 0 / ? (max) nettement dépassée (>0) 18px|Seuil de haut risque franchi Ouiseuil de haut risque
Historique Définition initiale de 2009 vignette|redresse=1.5|Les neuf limites planétaires selon le rapport de Rockström publié dans Nature en 2009.. Les zones en rouge représentent l'état alors estimé et le cercle vert définit les limites estimées.
En 2009, une équipe internationale de vingt-six chercheurs, menés par Johan Rockström du Stockholm Resilience Centre et Will Steffen de l'université nationale australienne identifie neuf à ne pas dépasser si l’humanité veut pouvoir se développer dans un écosystème sûr, c’est-à-dire évitant les modifications brutales, non linéaires, potentiellement catastrophiques et difficilement prévisibles de l’environnement. Parmi ces chercheurs figurent notamment le climatologue James E. Hansen (directeur du de la NASA, pionnier des recherches sur le changement climatique), Paul Josef Crutzen (prix Nobel de chimie 1995), le climatologue allemand Hans Joachim Schellnhuber (fondateur du et conseiller du Gouvernement allemand et de la Commission européenne sur le réchauffement climatique) et le géographe belge Éric Lambin.
Les auteurs considèrent alors que les seuils sont dépassés pour trois des sept limites pour lesquelles ils proposent des valeurs limites, en matière de volume émis ou extrait de l’environnement : Changement climatique : concentration atmosphérique en inférieure à et/ou une variation maximale de du forçage radiatif ; Érosion de la biodiversité : taux d’extinction « normal » des espèces inférieur à dix espèces par an sur un million. Or, le taux actuel d’extinction planétaire serait cent à mille fois supérieur à l'échelle de la planète. Ces disparitions ont des impacts majeurs sur les écosystèmes et sur les fonctions qui ne sont plus remplies par les espèces disparues ; Perturbation des cycles biochimiques de l'azote et du phosphore : limite à la fixation industrielle et agricole de à et apport annuel de phosphore aux océans inférieur à le lessivage naturel du phosphore. La modification des cycles de l’azote et du phosphore contenu dans les sols résulte notamment de l’agriculture et de l’élevage intensifs. L’usage d’engrais et les déjections issues de l’élevage contribuent à perturber ces cycles indispensables au bon état des sols et des eaux. La limite était déjà atteinte pour l’azote en 2009.
Quatre limites planétaires n’ont pas encore été franchies à l'époque : Modifications des usages des sols : maximum de 15 % de la surface de terres libres de glaces convertie en terres agricoles ; Utilisation d’eau douce : inférieure à de consommation des ressources en eaux de ruissellement ; Diminution de la couche d'ozone stratosphérique : réduction inférieure à 5 % dans la concentration en ozone par rapport au niveau pré-industriel de ; Acidification des océans : taux moyen de saturation de l'eau de mer de surface en aragonite supérieur ou égal à 80 % du niveau pré-industriel.
Deux limites ne peuvent alors pas encore être quantifiées, par manque de données : Pollution chimique ; Concentration des aérosols atmosphériques.
Les auteurs insistent sur les interactions entre ces limites (synergies possibles). Le concept de « limites planétaires » permet de définir le dans les limites duquel l'humanité pourrait vivre en sécurité (du point de vue de la durabilité des ressources naturelles et des services écosystémiques.
Actualisation de 2015 vignette|Limites planétaires telles que redéfinies en 2015.