Quel pourcentage de la surface de la Terre est habitable raisonnablement ?

Cette table ronde organisée par l'Ecole Urbaine de Lyon, réunissant également une géologue minéralogiste et une archéologue, invite à ne pas confondre Terre habitable et Terre habitable pour l’être humain. Les échanges proposent de penser l’habitabilité de la Terre comme une notion évolutive et relative, plutôt que comme une propriété fixe de la planète.

À l’échelle géologique, la Terre est devenue progressivement habitable pour le vivant, notamment avec l’apparition d’eau liquide stable à sa surface. Son histoire est cependant marquée par de profondes variations climatiques et des crises qui ont parfois rendu les conditions extrêmement hostiles. La vie a néanmoins persisté, s’est adaptée et s’est diversifiée.

Avec l’apparition du Néolithique, une autre conception de l’habitabilité apparaît : les humains commencent à transformer massivement leur environnement pour le rendre plus favorable à leurs besoins. Le réchauffement de la fin de la dernière glaciation crée de nouvelles conditions permettant notamment l’agriculture et l’installation durable des populations. L’habitabilité devient alors en partie une construction humaine, fondée sur la disponibilité de ressources, d’énergie, de nourriture et sur la transformation des milieux.

Cette évolution introduit toutefois une tension fondamentale : rendre la Terre plus habitable pour les humains peut la rendre moins habitable pour d’autres formes de vie. Les sociétés humaines cherchent historiquement à maximiser les ressources et les conditions favorables à leurs communautés, alors que le vivant, de manière plus générale, tend plutôt à s’adapter aux conditions énergétiques et environnementales qui lui sont offertes. La question contemporaine de l’habitabilité doit donc distinguer l’habitabilité de la Terre pour la vie de l’habitabilité de la Terre pour les sociétés humaines. La planète elle-même n’a pas pour fonction de maintenir les conditions favorables à l’humanité : si celle-ci disparaissait, la Terre pourrait rester habitable pour d’autres formes de vie.

Voyons maintenant quelle surface terrestre serait habitable pour les humains même si là aussi tout dépend de différentes possibilités de l’habitabilité à savoir : vivre sans infrastructure particulière - installer une habitation, conditions climatiques favorables - possibilité de produire de la nourriture...

L'étude publiée dans Scientific Reports en 2021, Strano, E., Simini, F., De Nadai, M. et al. The agglomeration and dispersion dichotomy of human settlements on Earth. Sci Rep 11, 23289 (2021), a cherché à cartographier la surface terrestre pouvant accueillir des établissements humains. Les auteurs en excluent les régions à topographie trop accidentée et les eaux intérieures. Ils écrivent :

We estimate that the total number of HSs is approximately 32 million and the corresponding area amounts to 1,302,187 km² (i.e., about  1,04% of the global land surface area estimated in 131,331,424 km² excluding the Arctic and Antarctic regions). However, not all dry-land surfaces can be settled. Thus, from satellite imagery, we exclude areas with complex topography that are not suitable for hosting HSs (e.g. areas with extremely elevated steepness) and internal freshwater surfaces through a relief mask and a freshwater mask, respectively (see the Methods and Supporting Information (SI) sections for details). The area of habitable land amounts to 106,445,525 km² ; out of this, we estimate that HSs cover 1,22% of the entire world.

 

Nous estimons que le nombre total de zones humides s'élève à environ 32 millions et que leur superficie totale atteint 1 302 187 km² (soit environ 1,04% de la superficie terrestre mondiale estimée à 131 331 424 km², hors régions arctiques et antarctiques). Cependant, toutes les surfaces terrestres ne sont pas propices à la colonisation. Ainsi, à partir d’images satellites, nous excluons les zones à la topographie complexe qui ne se prêtent pas à l’implantation de zones habitables (par exemple, les zones présentant une pente extrêmement raide) ainsi que les plans d’eau douce intérieurs, respectivement à l’aide d’un masque de relief et d’un masque d’eau douce (voir les sections « Méthodes » et « Informations complémentaires » (SI) pour plus de détails). La superficie des terres habitables s’élève à 106 445 525 km² ; sur ce total, nous estimons que les zones habitées couvrent 1,22% de la superficie totale du globe.

 

Traduction DeepL

Les terres considérées comme habitables représentent donc 106,4 millions km². Si l'on rapporte ces 106,4 millions de km² à toute la surface de la Terre, environ 510 millions de km², on obtient, 106,4 / 510 ≈ 20,9 %. C'est donc environ 21 % de la surface totale de la Terre qui peut être qualifiée d'habitable si l'on entend par surface habitable, surface terrestre physiquement propice aux établissements humains.

Dans une autre étude publiée dans PNAS en 2020, Xu C, Kohler TA, Lenton TM, Svenning JC, Scheffer M. Future of the human climate niche. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 May 26;117(21):11350-11355, les auteurs ne cherchent pas à déterminer quelle surface pourrait physiquement accueillir une maison, mais étudient l'habitabilité climatique, c'est-à-dire l'espace climatique dans lequel les populations humaines se sont historiquement concentrées. Ils constatent :

We show that for thousands of years, humans have concentrated in a surprisingly narrow subset of Earth’s available climates, characterized by mean annual temperatures around ∼13 °C. This distribution likely reflects a human temperature niche related to fundamental constraints. We demonstrate that depending on scenarios of population growth and warming, over the coming 50 y, 1 to 3 billion people are projected to be left outside the climate conditions that have served humanity well over the past 6,000 y. Absent climate mitigation or migration, a substantial part of humanity will be exposed to mean annual temperatures warmer than nearly anywhere today.

 

Nous montrons que, depuis des milliers d’années, les êtres humains se sont concentrés dans un sous-ensemble étonnamment restreint des climats disponibles sur Terre, caractérisé par des températures annuelles moyennes avoisinant les ∼13 °C. Cette répartition reflète probablement une niche thermique humaine liée à des contraintes fondamentales. Nous démontrons que, selon les scénarios de croissance démographique et de réchauffement, au cours des 50 prochaines années, entre 1 et 3 milliards de personnes devraient se retrouver en dehors des conditions climatiques qui ont si bien servi l’humanité au cours des 6 000 dernières années. En l’absence de mesures d’atténuation du changement climatique ou de migrations, une partie importante de l’humanité sera exposée à des températures annuelles moyennes plus élevées que presque partout aujourd’hui.

 

Traduction DeepL

Plus précisément :

All species have an environmental niche, and despite technological advances, humans are unlikely to be an exception. Here, we demonstrate that for millennia, human populations have resided in the same narrow part of the climatic envelope available on the globe, characterized by a major mode around ∼11 °C to 15 °C mean annual temperature (MAT). Supporting the fundamental nature of this temperature niche, current production of crops and livestock is largely limited to the same conditions, and the same optimum has been found for agricultural and nonagricultural economic output of countries through analyses of year-to-year variation. We show that in a business-as-usual climate change scenario, the geographical position of this temperature niche is projected to shift more over the coming 50 y than it has moved since 6000 BP. Populations will not simply track the shifting climate, as adaptation in situ may address some of the challenges, and many other factors affect decisions to migrate. Nevertheless, in the absence of migration, one third of the global population is projected to experience a MAT >29 °C currently found in only 0.8% of the Earth’s land surface, mostly concentrated in the Sahara. As the potentially most affected regions are among the poorest in the world, where adaptive capacity is low, enhancing human development in those areas should be a priority alongside climate mitigation.

 

Toutes les espèces ont une niche écologique, et malgré les progrès technologiques, il est peu probable que les humains fassent exception. Nous démontrons ici que, depuis des millénaires, les populations humaines se sont installées dans la même partie restreinte de l’enveloppe climatique disponible sur la planète, caractérisée par un régime dominant avec une température moyenne annuelle (TMA) comprise entre environ 11 °C et 15 °C. Confirmant le caractère fondamental de cette niche thermique, la production actuelle de cultures et d’élevage se limite en grande partie à ces mêmes conditions, et le même optimum a été mis en évidence pour la production économique agricole et non agricole des pays grâce à des analyses des variations d’une année à l’autre. Nous montrons que, dans un scénario de changement climatique « business as usual », la position géographique de cette niche thermique devrait se déplacer davantage au cours des 50 prochaines années qu’elle ne l’a fait depuis 6 000 ans avant le présent (BP). Les populations ne se contenteront pas de suivre le climat en mutation, car l’adaptation sur place pourrait répondre à certains défis, et de nombreux autres facteurs influencent les décisions de migration. Néanmoins, en l’absence de migration, un tiers de la population mondiale devrait connaître une température moyenne annuelle (MAT) supérieure à 29 °C, condition qui ne se rencontre actuellement que sur 0,8 % de la surface terrestre, principalement concentrée dans le Sahara. Les régions potentiellement les plus touchées figurant parmi les plus pauvres du monde, où la capacité d’adaptation est faible, le renforcement du développement humain dans ces zones devrait constituer une priorité au même titre que l’atténuation du changement climatique.

 

Traduction DeepL

L'étude donne ce chiffre particulièrement intéressant : les régions dont la température moyenne annuelle est actuellement ≥ 29 °C ne représentent que 0,8 % des terres émergées, alors qu'elles pourraient représenter 19 % des terres en 2070 dans le scénario climatique RCP8.5 étudié aujourd'hui abandonné. L'habitabilité climatique humaine est donc beaucoup plus restrictive que la simple possibilité géographique d'installer des établissements.

Le chiffre de 21 % est donc défendable si on parle de surface terrestre potentiellement habitable pour l'installation humaine, mais il serait scientifiquement abusif de présenter ces 21 % comme "les 21 % de la Terre où les humains peuvent vivre".

En conclusion, il n'existe pas de pourcentage unique de la surface terrestre habitable pour les humains

Au sujet de l'habitabilité des non humains, contrairement à l'habitabilité humaine, l'habitabilité biologique de la Terre s'étend à une très grande diversité de milieux. Des microorganismes sont capables de vivre dans les déserts, les glaces, les environnements hypersalins ou fortement acides, les grands fonds océaniques ainsi que dans le sous-sol profond. Il n'est donc pas possible d'attribuer un pourcentage précis de la surface terrestre à l'habitabilité non humaine. Les observations disponibles indiquent néanmoins que celle-ci concerne une fraction très importante de la surface de la planète et qu'elle s'étend également en profondeur, bien au-delà de sa seule surface.

Vous pouvez lire à ce propos :

- How did life on Earth come to occupy so many different environments?, Science NASA, National Aeronautics and Space Administration.

Cet article montre que la vie n'est pas confinée aux zones tempérées ou aux régions favorables aux humains.

- Ruff SE, de Angelis IH, Mullis M, Payet JP, Magnabosco C, Lloyd KG, Sheik CS, Steen AD, Shipunova A, Morozov A, Reese BK, Bradley JA, Lemonnier C, Schrenk MO, Joye SB, Huber JA, Probst AJ, Morrison HG, Sogin ML, Ladau J, Colwell F. A global comparison of surface and subsurface microbiomes reveals large-scale biodiversity gradients, and a marine-terrestrial divide. Sci Adv. 2024 Dec 20;10(51):eadq0645.

Ici vous pourrez lire que des environnements considérés comme inhabitables pour l'être humain peuvent parfaitement être habitables pour certains microorganismes.

La biosphère s'étend profondément sous les continents et sous les océans. Lire à ce sujet :

- Amundson, K.K., Borton, M.A. & Wilkins, M.J. Anthropogenic impacts on the terrestrial subsurface biosphere. Nat Rev Microbiol 23, 147–161 (2025).

Cette synthèse indique que le sous-sol terrestre constitue le plus grand réservoir de vie microbienne sur Terre.

- A. Soares, A. L. Edwards, A. Bagnoud, J. Bradley, Elliott P. Barnhart, M. Bomberger Brown, K. Budwill, S. M. Caffrey, M. Fields, J. Gralnick., V. Kadnikov, L. Momper, M. Osburn, A. Mu, J.W. Moreau, D. Moser, L. Purkamo, S. M. Rassner, C. S. Sheik, B. Sherwood Lollar, B. M. Toner, G. Voordouw, K. Wouters, A. C. Mitchell. A global perspective on bacterial diversity in the terrestrial deep subsurface. USGS Publications Warehouse, USGS Organization WY-MT Water Science Center, 2023. 

Cette étude  estime que 12 à 20 % de la biomasse terrestre se trouve dans le sous-sol profond terrestre, contre environ 1,8 % dans le sous-sol marin profond.

- Flemming, HC., Wuertz, S. Bacteria and archaea on Earth and their abundance in biofilms. Nat Rev Microbiol 17, 247–260 (2019). 

Ici il est quesion des populations bactériennes et archéennes mondiales estimées à environ 1,2 × 10³⁰ cellules, réparties notamment dans cinq grands habitats : sous-sol océanique profond, sédiments océaniques, sous-sol continental, sols et océans.

- Miki Huynh. Thermal Variation and Habitability of the Earth's Seafloor, NASA Astrobiology, Jan. 30, 2017.

L'article explique que même les sédiments du fond des océans sont largement habitables. Les océans couvrent environ 70 % de la surface terrestre. Or leur fond constitue lui-même un vaste habitat microbien.

Une grande partie d'un environnement qui serait totalement inhabitable pour l'être humain reste donc potentiellement habitable pour des microorganismes. Cela signifie que l'habitabilité biologique de la Terre est tridimensionnelle. Elle ne correspond pas seulement à une mince couche de surface.